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1
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CAMPUS DE JABOTICABAL
QUALIDADE FÍSICA E QUÍMICA DO SOLO SOB DIFERENTES
MANEJOS E CONDIÇÕES EDAFOCLIMÁTICAS NO ESTADO
DE SÃO PAULO
Ricardo Garcia Aratani
Engenheiro Agrônomo
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Abril de 2008
2
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CAMPUS DE JABOTICABAL
QUALIDADE FÍSICA E QUÍMICA DO SOLO SOB DIFERENTES
MANEJOS E CONDIÇÕES EDAFOCLIMÁTICAS NO ESTADO
DE SÃO PAULO
Ricardo Garcia Aratani
Orientador: Prof. Dr. José Frederico Centurion
Co-orientador: Dr. Onã da Silva Freddi
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – UNESP, Campus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Doutor em Agronomia (Ciência do Solo).
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Abril de 2008
3
Aratani, Ricardo Garcia A663q Qualidade física e química do solo sob diferentes manejos e
condições edafoclimáticas no estado de São Paulo / Ricardo Garcia Aratani. – – Jaboticabal, 2008
xviii, 112 f. ; 28 cm Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de
Ciências Agrárias e Veterinárias, 2008 Orientador: José Frederico Centurion
Banca examinadora: Aildson Pereira Duarte, Edson Lazarini, Itamar Andrioli, Isabela Clerici de Maria
Bibliografia 1. Agregação do solo. 2. Índice S. 3. Fertilidade do solo. I. Título.
II. Jaboticabal-Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias.
CDU 631.425 Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação –
Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal.
iii
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
RICARDO GARCIA ARATANI – nascido aos 30 dias do mês de maio de 1979,
na cidade de Barretos – SP, concluiu o ensino básico na EEPG Vicencina Aparecida
Vacaro Morsoleto em 1993, o ensino médio na EEPSG Enoch Garcia Leal e o Curso
Técnico em Contabilidade no Colégio Ouro Branco em 1996, todas na cidade de Guaíra
– SP. Em 1997 ingressou no curso de Agronomia da Faculdade de Engenharia –
UNESP/Ilha Solteira, onde em 2001 obteve o título de Engenheiro Agrônomo. Em 2002
ingressou no curso de Mestrado em Agronomia, área de concentração em Sistemas de
Produção, da Faculdade de Engenharia – UNESP/Ilha Solteira, obtendo o título de
Mestre em 2003. Em 2003 foi aprovado em processo seletivo para atuar como
pesquisador conveniado em projeto de pesquisa em Manejo do Solo na região de Assis
– SP, coordenado pelo Instituto Agronômico de Campinas – IAC e APTA Médio
Paranapanema. Em 2005, foi aceito para ingressar no curso de Doutorado em
Agronomia, área de concentração em Ciência do Solo, da Faculdade de Ciências
Agrárias e Veterinárias – UNESP/Jaboticabal. Em 2006 foi aprovado em concurso
público para o cargo de Perito Federal Agrário do Instituto Nacional de Colonização e
Reforma Agrária – INCRA, na Superintendência Regional do Mato Grosso.
iv
OFEREÇO
À família e aos amigos, que
sempre me ampararam,
incentivaram e fortaleceram.
DEDICO
Aos meus pais, Celso e Sônia,
pelo exemplo e dedicação na
criação dos filhos e à minha noiva
Larissa, pelo amor e incentivo.
v
AGRADECIMENTOS
À Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – FCAV, da Universidade
Estadual Paulista – UNESP/Jaboticabal e ao Departamento de Solos e Adubos, que
possibilitaram a realização deste trabalho;
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP, pelo
importante apoio financeiro na concessão de bolsa e auxílio pesquisa;
Ao Professor Dr. José Frederico Centurion, pela oportunidade de
aperfeiçoamento dos conhecimentos, pela orientação, compreensão e amizade;
Ao Eng. Agr. Dr. Onã da Silva Freddi, pelo apoio e orientação na condução deste
trabalho e pelos bons momentos de descontração;
Ao Eng. Agr. Dr. Aildson Pereira Duarte, pesquisador da Agência Paulista de
Tecnologia dos Agronegócios – APTA Médio Paranapanema, pelo exemplo de
profissional, pelo apoio logístico à realização das coletas de campo em Pedrinhas
Paulista (SP) e pelo incentivo;
Ao Eng. Agr. Cândido Miele Junior, extensionista da Coordenadoria de
Assistência Técnica Integral – CATI, da Casa da Agricultura de Guaíra (SP), pela apoio
na indicação das áreas avaliadas;
Aos professores do Departamento de Solos e Adubos da FCAV, pelo
conhecimento transmitido;
Aos funcionários do Departamento de Solos e Adubos da FCAV, que
compartilharam suas experiências nos trabalhos de campo e de laboratório e no
convívio diário;
Aos colegas de curso pelas sugestões, discussões e harmonioso convívio;
Aos agricultores: Fernando de Oliveira Carvalho e Rafael Takahashi,
proprietários das áreas avaliadas em Guaíra (SP) e André Vicentini, Antônio Di Loreto e
Luigi Tovo, proprietários das áreas avaliadas em Pedrinhas Paulista (SP), por entender
a importância da pesquisa científica;
Aos amigos de todas as horas e à minha família, pelo apoio e incentivo, fatores
determinantes para o fechamento de mais esta etapa.
Muito obrigado!!!
vi
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................... 01
2. REVISÃO DE LITERATURA..................................................................... 04
2.1. Qualidade do solo............................................................................... 04
2.1.1. Densidade e porosidade............................................................. 05
2.1.2. Resistência à penetração............................................................ 06
2.1.3. Densidade relativa...................................................................... 07
2.1.4. Condutividade hidráulica saturada.............................................. 08
2.1.5. Matéria orgânica e agregação do solo........................................ 09
2.1.6. Curva de retenção de água e Índice S........................................ 10
2.1.7. Fertilidade do solo....................................................................... 11
2.2. Sistema plantio direto em diferentes ambientes de produção............ 12
3. MATERIAL E MÉTODOS.......................................................................... 16
3.1. Áreas experimentais........................................................................... 16
3.1.1. Caracterização das regiões........................................................ 16
3.1.2. Solos........................................................................................... 18
3.2. Descrição dos tratamentos................................................................. 19
3.3. Determinações.................................................................................... 23
3.3.1. Avaliação da estabilidade de agregados, condutividade
hidráulica e resistência do solo à penetração............................
23
3.3.2. Avaliação da densidade, porosidade total, macroporosidade,
microporosidade e densidade relativa.......................................
25
3.3.3. Determinação das curvas de retenção de água no solo e do
Índice S......................................................................................
26
3.3.4. Análise granulométrica e fertilidade dos solos............................ 27
3.3.5. Avaliação na cultura da soja....................................................... 28
3.4. Análise dos dados............................................................................... 28
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................ 32
4.1. Análise granulométrica dos solos....................................................... 32
vii
4.2. Matéria orgânica e estabilidade de agregados................................... 32
4.3. Condutividade hidráulica..................................................................... 39
4.4. Densidade, porosidade total, macroporosidade e microporosidade... 42
4.5. Densidade relativa.............................................................................. 48
4.6. Resistência do solo à penetração....................................................... 52
4.7. Curvas de retenção de água no solo e Índice S................................. 55
4.8. Análise química do solo...................................................................... 67
4.9. Produção da cultura da soja............................................................... 73
4.10. Análise multivariada.......................................................................... 74
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................... 93
6. CONCLUSÕES......................................................................................... 95
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................. 96
APÊNDICES.................................................................................................. 112
viii
LISTA DE TABELAS
Tabela Página
1 Rotação de culturas adotada no sistema das áreas PD15 e PD8
em Pedrinhas Paulista......................................................................
22
2 Sucessão de culturas adotada no sistema da área PD8S em
Pedrinhas Paulista............................................................................
23
3 Nomes, coeficientes e efeitos dos contrastes entre os tratamentos
em Guaíra.........................................................................................
29
4 Nomes, coeficientes e efeitos dos contrastes entre os tratamentos
em Pedrinhas Paulista......................................................................
29
5 Variáveis físicas e químicas do solo utilizadas na análise
multivariada.......................................................................................
30
6 Conteúdo médio na camada de 0-0,30 m, de areia grossa, areia
fina, silte e argila dos Latossolos de Guaíra e Pedrinhas Paulista...
32
7 Porcentagem de agregados > 2,00 mm estáveis em água (Agreg),
diâmetro médio geométrico (DMG), diâmetro médio ponderado
(DMP), índice de sensibilidade (IS) e teste F para os contrastes
estabelecidos para cada camada no LVwf.......................................
33
8 Porcentagem de agregados > 2,00 mm estáveis em água (Agreg),
diâmetro médio geométrico (DMG), diâmetro médio ponderado
(DMP), índice de sensibilidade (IS) e teste F para os contrastes
estabelecidos para cada profundidade no LVef................................
37
9 Condutividade hidráulica saturada do solo e teste F para os
contrastes estabelecidos no LVwf....................................................
39
10 Condutividade hidráulica saturada e teste F para os contrastes
estabelecidos no LVef.......................................................................
41
11 Densidade do solo (Ds), porosidade total, macroporosidade e
microporosidade e teste F para os contrastes estabelecidos para
ix
cada camada no LVwf...................................................................... 44
12 Densidade do solo (Ds), porosidade total, macroporosidade e
microporosidade e teste F para os contrastes estabelecidos para
cada camada no LVef.......................................................................
47
13 Densidade relativa e teste F para os contrastes estabelecidos em
Guaíra...............................................................................................
50
14 Densidade relativa e teste F para os contrastes estabelecidos em
Pedrinhas Paulista............................................................................
52
15 Resultado da análise química do LVwf em função dos sistemas
avaliados...........................................................................................
68
16 Resultado da análise química do LVef em função dos sistemas
avaliados...........................................................................................
72
17 Análise de variância para cada variável dos grupos formados pela
análise de agrupamentos não hierárquica k-means, para os
Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e manejos,
considerando-se a camada de 0-0,10 m..........................................
75
18 Correlação entre cada componente principal e as propriedades
fisicas e quimicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a
diferentes usos e manejos, para a camada de 0-0,10 m..................
80
19 Tabela 19. Análise de variância para cada variável dos grupos
formados pela análise de agrupamentos não hierárquica k-means,
para os Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e
manejos, considerando-se a camada de 0,10-0,20 m......................
82
20 Correlação entre cada componente principal e as propriedades
fisicas e quimicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a
diferentes usos e manejos, para a camada de 0,10-0,20 m.............
86
21 Análise de variância para cada variável dos grupos formados pela
análise de agrupamentos não hierárquica k-means, para a
camada de 0,20-0,30 m de Latossolos submetidos a diferentes
usos e manejos.................................................................................
88
22 Correlação entre cada componente principal e a matéria orgânica
x
(MO), pH, cálcio (Ca), magnésio (Mg), acidez potencial (H+Al),
soma de bases (SB), capacidade de troca catiônica (CTC),
satuação por bases (V%) e alumínio (Al), para a camada de 0,20-
0,30 m dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes
usos e manejos.................................................................................
91
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura Página
1 Precipitação acumulada e temperatura média semanal durante o
período de desenvolvimento da cultura em Guaíra. Fonte: CIIAGRO
(2006)...................................................................................................
17
2 Precipitação acumulada e temperatura média semanal durante o
período de desenvolvimento da cultura em Pedrinhas Paulista.
Fonte: CIIAGRO (2006).......................................................................
18
3 Teores de matéria orgânica (MO) e estimativa dos contrastes
estabelecidos para os cinco tratamentos e três profundidades no
LVwf.....................................................................................................
35
4 Teores de matéria orgânica (MO) e estimativa dos contrastes
estabelecidos para os cinco tratamentos e três profundidades no
LVef.....................................................................................................
38
5 Condutividade hidráulica do LVwf nas duas profundidades, em
função dos sistemas de manejo. As barras indicam os valores de
erro padrão da média e a sobreposição destas denota a ausência
de diferenças entre as médias dos tratamentos..................................
40
6 Condutividade hidráulica do LVef nas duas profundidades, em
função dos sistemas de manejo. As barras indicam os valores de
erro padrão da média e a sobreposição destas denota a ausência
de diferenças entre as médias dos tratamentos..................................
42
7 Densidade máxima determinada com o aparelho de Proctor no
Latossolo Vermelho acriférrico típico (LVwf).......................................
49
8 Densidade máxima determinada com o aparelho de Proctor no
Latossolo Vermelho eutroférrico típico (LVef).....................................
51
9 Resistência do solo à penetração do LVwf em função dos sistemas
de manejo. As barras indicam os valores de erro padrão da média e
a sobreposição destas denota a ausência de diferenças entre as
médias dos tratamentos......................................................................
53
xii
10 Resistência do solo à penetração do LVef em função dos sistemas.
As barras indicam os valores de erro padrão da média e a
sobreposição destas denota a ausência de diferenças entre as
médias dos tratamentos......................................................................
54
11 Curvas de retenção de água no LVwf, na camada 0-0,10 m, em
função dos tratamentos.......................................................................
56
12 Curvas de retenção de água no LVwf, na camada 0,10-0,20 m, em
função dos tratamentos.......................................................................
56
13 Curvas de retenção de água no LVwf, na camada 0,20-0,30 m, em
função dos tratamentos.......................................................................
57
14 Curvas de retenção de água no solo na camada 0-0,10 m em
função dos tratamentos no LVef..........................................................
58
15 Curvas de retenção de água no solo na camada 0,10-0,20 m em
função dos tratamentos no LVef..........................................................
58
16 Curvas de retenção de água no solo na camada 0,20-0,30 m em
função dos tratamentos no LVef..........................................................
59
17 Valores de Índice S e estimativa dos contrastes estabelecidos para
os cinco tratamentos e três profundidades no
LVwf.....................................................................................................
60
18 Regressão da macroporosidade do LVwf em função do índice S. (n
= 60).....................................................................................................
61
19 Regressão da microporosiade do LVwf em função do índice S. (n =
60)........................................................................................................
61
20 Regressão da Ds do LVwf em função do índice S. (n = 60)................ 62
21 Regressão da matéria orgânica do LVwf em função do índice S. (n
= 60).....................................................................................................
62
22 Valores de Índice S e estimativa dos contrastes estabelecidos para
os cinco tratamentos e três profundidades em Pedrinhas
Paulista................................................................................................
63
23 Regressão da macroporosidade do LVef em função do índice S. (n
= 60).....................................................................................................
64
xiii
24 Regressão da microporosiade do LVef em função do índice S. (n =
60)........................................................................................................
65
25 Regressão da Ds do LVef em função do índice S. (n = 60)................ 65
26 Regressão da matéria orgânica do LVef em função do índice S. (n =
60)........................................................................................................
67
27 Dendrograma resultante da análise de agrupamentos hierárquica
mostrando a formação de grupos segundo os agregados > 2mm,
diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado, índice S,
porosidade total, macroporosidade, resistência do solo à
penetração, condutividade hidráulica saturada, matéria orgânica e
alumínio, para a os Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a
diferentes usos e manejos, na camada de 0-0,10 m...........................
74
28 Médias padronizadas das propriedades físicas e químicas dos
Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e manejos
para cada grupo segundo análise de agrupamentos não hierárquica
k-means, na camada de 0-0,10
m..........................................................................................................
77
29 Dispersão (gráfico biplot) produzido por análise de componentes
principais na camada de 0-0,10 m das propriedades físicas e
químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes
usos e manejos (MN, PC, PD5, PD5I, PD8, PD8I, PD12
PD15)...................................................................................................
78
30 Dendrograma resultante da análise de agrupamentos hierárquica
mostrando a formação de grupos segundo os agregados > 2mm,
diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado, índice S,
porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência do
solo à penetração, condutividade hidráulica saturada, matéria
orgânica e magnésio, para a os Latossolos (LVwf e LVef)
submetidos a diferentes usos e manejos na camada de 0,10-0,20
m..........................................................................................................
81
31 Médias padronizadas das propriedades físico-químicas dos
xiv
Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e manejos
para cada grupo segundo análise de agrupamentos não hierárquica
k-means, na camada de 0,10-0,20
m..........................................................................................................
83
32 Dispersão (gráfico biplot) produzido por análise de componentes
principais na camada d e 0,10-0,20 m das propriedades físicas e
químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes
usos e manejos (MN, PC, PD5, PD5I, PD8, PD8I, PD12
PD15)...................................................................................................
85
33 Dendrograma resultante da análise de agrupamentos hierárquica
mostrando a formação de grupos segundo a matéria orgânica (MO),
pH, cálcio (Ca), magnésio (Mg), acidez potencial (H+Al), soma de
bases (SB), capacidade de troca cationica (CTC), satuação de
bases (V%) e alumínio (Al), para a camada de 0,20-0,30 m de
Latossolos submetidos a diferentes usos e manejos..........................
87
34 Médias padronizadas das propriedades químicas dos Latossolos
submetidos a diferentes usos e manejos para cada grupo segundo
análise de agrupamentos não hierárquica k-means, na camada de
0,20-0,30 m..........................................................................................
89
35 Dispersão (gráfico biplot) produzido por análise de componentes
principais na camada de 0,20-0,30 m das propriedades químicas
dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e
manejos (MN, PC, PD5, PD5I, PD8, PD8I, PD12
PD15)...................................................................................................
90
xv
QUALIDADE FÍSICA E QUÍMICA DO SOLO SOB DIFERENTES MANEJOS E
CONDIÇÕES EDAFOCLIMÁTICAS NO ESTADO DE SÃO PAULO
RESUMO – Tem crescido o interesse em se avaliar a qualidade do solo nos diferentes
manejos dentro do sistema plantio direto, bem como a sua evolução, em função de um
aumento de densidade do solo e de resistência mecânica à penetração e redução da
macroporosidade devido às pressões provocadas pelas rodas das máquinas e pelo
pisoteio animal. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo (i) analisar os efeitos de
diferentes manejos na qualidade física e química de dois Latossolos Vermelhos do
Estado de São Paulo, (ii) avaliar a qualidade física do solo por meio do índice S e (iii)
verificar a influência da condição edafoclimática na discriminação dos diferentes
manejos do solo. Para isso, foram avaliadas duas áreas cultivadas com soja na safra
2005/06, uma em Latossolo Vermelho Acriférrico típico (LVwf) de Guaíra (SP), onde
foram avaliados: PD12 – SPD irrigado há 12 anos; PD5 – SPD há 5 anos; PD5I – SPD
há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC – preparo convencional e
MN – mata natural, e outra em Latossolo Vermelho Eutroférrico típico (LVef) de
Pedrinhas Paulista (SP), onde foram avaliados: PD15 – SPD há 15 anos; PD8 – SPD
há 8 anos; PD8S – SPD há 8 anos, com sucessão de culturas; PC – preparo
convencional e MN – mata natural. A qualidade física dos solos foi avaliada por meio da
estabilidade de agregados, densidade, porosidade total, macroporosidade,
microporosidade, resistência à penetração, densidade relativa, condutividade hidráulica
e índice S, e a qualidade química por meio de análises de rotina para fins de fertilidade
do solo, nas camadas de 0-10,0, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Para atingir o objetivo (iii), foi
utilizada a estatística multivariada, com análises de agrupamento hierárquico, não
hierárquico e de componentes principais. Nos dois solos, o cultivo promoveu redução
na qualidade física. No LVwf, o sistema plantio direto não contribuiu para acumular
matéria orgânica e melhorar a fertilidade do solo, apresentando maiores valores de
densidade, microporosidade; e porosidade total, e maiores índices de agregação do
solo em comparação com o preparo convencional. No LVef, o sistema plantio direto
xvi
promoveu maior teor de matéria orgânica e agregação, menores macroporosidade,
porosidade total e condutividade hidráulica, além de maiores teores de fósforo e
potássio na camada 0-0,10m, em comparação com o preparo convencional. O índice S
variou em função dos sistemas de manejo nos dois solos. No LVwf foi superior ao valor
considerado limite para a boa qualidade física em todas as camadas do solo e no LVef,
apenas na camada 0-0,10 m. Não houve diferença entre as condições edafoclimáticas
na discriminação dos manejos dentro do sistema plantio direto e da mata natural,
principalmente nas camadas superficiais.
Palavras-Chave: agregação do solo, compactação, índice S, qualidade física do solo,
fertilidade do solo, Latossolo
xvii
PHYSICAL AND CHEMICAL SOIL QUALITY UNDER DIFFERENT MANAGEMENTS
AND SOIL AND CLIMATIC CONDITIONS IN THE STATE OF SÃO PAULO
SUMMARY – It has grown the interest in evaluating the soil quality in the different
management on no-till system, as well as its evolution, in function of an increase of soil
bulk density and resistance to penetration and reduction of the macroporosity due to the
pressures caused by machine wheels and the animal trampling. In this sense, the aim of
this work were (i) to analyze the effect of different soil managements in the physical and
chemical quality of two Oxisols from State of São Paulo, (ii) to evaluate the soil physical
quality through index S and (iii) to verify the influence of soil type and climatic condition
in the discrimination of the different soil managements. For this, two field areas in
2005/06 had been evaluated, one in an Anionic Acrustox (LVwf) from Guaíra, State of
São Paulo, where they were evaluated: PD12 – 12 years old irrigated no-till system;
PD5 – 5 years old no-till system; PD5I – 5 years old no-till system, with 2 years of crop-
pasture rotation; PC – conventional till and MN – natural forest, and another one in an
Eutrudox (LVef) from Pedrinhas Paulista (SP), where they were evaluated: PD15 – 15
years no-till system; PD8 – 8 years no-till system; PD8S – 8 years no-till system without
crop rotation; PC – conventional till and MN – natural forest. The soil physical quality
was evaluated through the stability of aggregates, soil bulk density, total porosity,
macroporosity, microporosity, resistance to the penetration, relative density, hydraulic
conductivity and index S, and the soil chemical quality through the data of routine
analyses for the soil fertility test, in the layers of 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m. To
reach the objective (iii), the multivaried statistics was used, with hierarchical clustering
method, k-means method and principal components analysis. The results showed that in
both soil types, the soil use by agriculture promoted reduction in the soil physical quality.
No-till system in the LVwf did not contribute for an accumulation of organic matter, nor
for the addition of soil fertility. It promoted higher values of density, microporosity; e total
porosity, and presented higher indices of soil aggregation in comparison with
conventional tillage. In the LVef, no-till system promoted higher organic matter and soil
xviii
aggregation, minors macroporosity, total porosity and hydraulic conductivity. Showed
higher phosforus and potassium tenors in the layer 0-0.10 m, in comparison with
conventional tillage. Index S showed variation in function of soil managements in both
soils. In the LVwf, index S was always superior to the limit value considered for the good
soil physical quality and in the LVef, only in the layer 0-0.10 m. There was no difference
in the soil type and climatic conditions in the discrimination of the soil managements with
no-till system and the natural forest, mainly in the superficial layers.
Keywords: soil aggregation, compaction, index S, soil physical quality, soil fertility,
Oxisol
1
1. INTRODUÇÃO
O preparo convencional do solo, com aração e gradagem, visa principalmente o
preparo da terra para a semeadura, a incorporação do calcário e a eliminação das
plantas infestantes, no entanto, quando mal executada, tal operação provoca uma
desestruturação da camada superficial do solo deixando-o suscetível à ação erosiva,
além de ser uma das principais causas da degradação física dos solos, pois levam à
oxidação da matéria orgânica, importante na estruturação e fertilidade dos solos
tropicais.
No sistema plantio direto (SPD) o solo é revolvido somente na linha de
semeadura, utilizando equipamentos adequados para tal processo. A manutenção da
palha na superfície do solo e a utilização de rotação de culturas somam-se ao mínimo
revolvimento do solo e constituem-se nas premissas básicas deste sistema. Se estas
prerrogativas não são atendidas, o desenvolvimento da lavoura pode ser comprometido
em algum momento, pois são essenciais à longevidade do sistema.
O revolvimento localizado do solo aliado à manutenção da palha na superfície
concorre para minimizar as perdas de solo por erosão, pois o mesmo encontra-se
melhor estruturado e a palha forma uma barreira contra a ação direta da gota da chuva
e o arraste de solo. A formação e manutenção da palha na superfície do solo também
influencia fortemente as atividade macro e mesobianas no solo, que por conseqüência
promovem maior infiltração da água das chuvas, maiores quantidades de água retida
pelo solo e água disponível, menores oscilações da temperatura do solo, aumento do
teor de matéria orgânica e aumento da disponibilidade de nutrientes.
Surgido no Brasil, na região Sul, no início da década de 1970, o SPD
revolucionou a agricultura brasileira, pela significativa redução da erosão do solo e
pelas melhorias nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Porém,
somente com a expansão do SPD pelos Cerrados e resultados positivos de alguns
2
agricultores pioneiros é que no Estado de São Paulo, reduto ainda resistente ao SPD,
aumentou a área explorada com culturas nesse sistema. No Brasil, o SPD foi adotado
em cerca de 25,5 milhões de hectares na safra 2005/2006 (FEBRAPDP, 2008) e no
Estado de São Paulo, a utilização do SPD abrange uma área de aproximadamente 1
milhão de hectares (CATI, 2008).
A utilização das técnicas e recomendações para o SPD do Sul do Brasil em
regiões com condições climáticas e de sistemas de produção diferentes geraram vários
insucessos e foi um dos motivos que desencorajou muitos agricultores a adotá-lo ou
mantê-lo. Atualmente, graças à ação dos órgãos de ensino e pesquisa e iniciativas dos
próprios agricultores, o SPD é estudado e adotado considerando as particularidades de
cada região e até de cada propriedade.
As condições ideais para manejo durante a condução do sistema devem merecer
especial atenção, pois é possível ocorrer aumento de densidade do solo e resistência
mecânica à penetração e redução da macroporosidade devido às pressões provocadas
pelas rodas das máquinas e pelo pisoteio animal, influenciadas pela umidade do solo
normalmente maiores no plantio direto.
Como conseqüência, tem crescido o interesse em se avaliar a qualidade do solo
submetido a diferentes manejos e mais recentemente, a qualidade do solo nos
diferentes manejos dentro do SPD, bem como sua evolução. Porém, quantificar a
qualidade do solo não é tarefa fácil, pois ela depende de suas propriedades intrínsecas,
de suas interações com o ecossistema e, ainda, de prioridades de uso, influenciadas
inclusive, por aspectos socioeconômicos e políticos.
Atualmente, a busca por ações ecologicamente equilibradas tem sido uma
necessidade vital para a melhoria da qualidade de vida de toda a humanidade e a
filosofia do SPD é aliada importante nesta busca, pois tem sua essência no equilíbrio do
ecossistema, possibilitando a auto-sustentação em termos econômicos, sociais e
ambiental.
Esse trabalho procurou contribuir para ampliação do conhecimento em qualidade
física e química do solo, principalmente em função de fatores que influenciam os
diferentes sistemas de manejo do solo cultivado com plantas graníferas anuais. Para
isso, foi testada a hipótese de que a comparação da qualidade do solo entre os
3
diferentes manejos dentro do SPD, o preparo convencional e a condição natural
permitiria avaliar o efeito do tipo de manejo sobre a qualidade do solo. Ainda, para o
índice S, a hipótese foi a que este indica maiores valores do que o considerado limite
para a boa qualidade estrutural do solo. Por fim, a hipótese de que as condições
edafoclimáticas influenciam os fatores envolvidos na qualidade do solo nos diferentes
manejos.
4
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Qualidade do solo
Tornar uma área nativa própria à agricultura consiste em quebrar o equilíbrio de
um sistema complexo, composto por macro, meso e microorganismos, responsáveis
pela estrutura do solo, que por sua vez, suprirá as necessidades do sistema
exploratório agrícola. O cuidado do solo, especialmente em relação à erosão, é um pré-
requisito à sobrevivência das espécies vivas da terra. Daí a importância de se estudar e
monitorar a qualidade do solo para mantê-lo permanentemente produtivo e sem
degradação (BRADY e WEIL, 2002; COGO e LEVIEN, 2002).
Recentemente alguns autores começaram a desenvolver métodos de quantificar
a qualidade do solo, definindo-a concisamente como “o grau de aptidão do solo para um
uso específico” (DORAN et al, 1996; CARTER et al., 1997; GREGORICH, 2002). Assim,
dependendo da função a qual um solo é determinado a servir, qualidade do solo pode
significar coisas diferentes para diferentes pessoas (GREGORICH, 2002).
Usualmente a qualidade do solo é considerada sobre três aspectos: físico,
químico e biológico, sendo importantes nas avaliações da extensão da degradação ou
melhoria do solo e para identificar os manejos sustentáveis do solo. No entanto, a
qualidade física do solo merece destaque especial em novos estudos, pois acredita-se
que tem grandes efeitos nos processos químicos e biológicos no solo, porém ainda
apresenta-se pouco explorado nos estudos de qualidade do solo (DEXTER, 2004a).
As funções mais importantes do solo agrícola são: o suporte ao crescimento; o
fornecimento de água, gases e nutrientes e a função tampão ou filtro. A essas funções
estão associados vários processos, como a germinação, o crescimento radicular,
armazenamento de água, aeração e a dinâmica de nutrientes (CARTER et al., 1997).
5
O uso de metodologias que quantifiquem e qualifiquem as condições estruturais
do solo nos vários sistemas de manejo é importante na avaliação da qualidade do solo,
considerada um indicador da sustentabilidade dos sistemas de uso e manejo (ARSHAD
et al., 1996). Assim, os impactos do uso e manejo na qualidade física do solo têm sido
quantificados, utilizando diferentes propriedades físicas relacionadas com a forma e
com a estabilidade estrutural do solo, tais como: densidade do solo (DE MARIA et al.,
1999; STONE e SILVEIRA, 2001), porosidade do solo (SECCO et al., 2005, COSTA et
al., 2006), resistência do solo à penetração das raízes (DE MARIA et al., 1999;
ROSOLEM et al., 1999; IMHOFF et al., 2000; BEUTLER e CENTURION, 2004),
condutividade hidráulica saturada (MESQUITA e MORAES, 2004) e agregação do solo
(SILVA et al., 2000a; WENDLING et al., 2005).
2.1.1. Densidade e porosidade do solo
A densidade do solo possibilita a avaliação de sua estrutura, pois é a relação
entre a massa de uma amostra de terra seca e o seu volume na condição natural (sem
destruir sua estrutura). Assim, quanto menor a densidade, maior a estruturação do solo.
Possui uma grande amplitude de variação, principalmente devido à granulometria do
solo, à profundidade e ao manejo adotado.
A porosidade total diz respeito ao volume de espaços ocupados por fluídos
(gases e líquidos) no solo. A distribuição desses espaços em classes de tamanho
influencia diretamente o armazenamento de água, a disponibilidade de nutrientes e o
transporte da solução e do ar no solo. A quantidade de macroporos ou porosidade de
aeração destaca-se como uma das propriedades mais importantes em relação ao
desempenho dos sistemas de manejo sobre a produtividade das culturas. VOMOCIL e
FLOCKER (1961) consideram que valores de macroporos inferiores a 0,10 m3 m-3
constituem limitação ao crescimento radicular.
As pressões exercidas pelas máquinas e implementos podem causar um
rearranjo dos componentes sólidos do solo, desestruturando e compactando-o,
diminuindo sua porosidade. Deste modo, verifica-se, com o tempo, maior densidade do
6
solo sob manejos agrícolas em relação ao encontrado em condições naturais (ARAUJO
et al., 2004). Nessa modificação estrutural, a macroporosidade do solo é a mais
facilmente afetada pelo manejo, pois os agregados grandes, que compõem poros
maiores, são destruídos mais facilmente que agregados menores (BARBER et al.,
1996) .
2.1.2. Resistência do solo à penetração
A resistência do solo à penetração (RP) é a relação entre a força exercida para a
penetração no solo, de uma haste provida de um cone metálico numa extremidade, do
qual sua área basal é constante e conhecida (BRADFORD, 1980). Esta medida tem
sido freqüentemente utilizada para avaliar a qualidade física do solo por ser sensível ao
manejo e ter relações diretas com o crescimento radicular (FREDDI et al., 2007) e com
a produtividade das plantas (BENGOUGH et al., 2001; BEUTLER et al., 2006).
A resistência à penetração mantém relações intrínsecas com o conteúdo de
água, a densidade e a composição granulométrica do solo, fatores que dificultam a
obtenção de valores críticos ao desenvolvimento da cultura. O conteúdo de água na
capacidade de campo tem sido aceito como padrão à determinação da resistência à
penetração no campo, sendo, essencialmente, um ponto de referência para o
estabelecimento de valores de resistência à penetração críticos (BENGOUGH et al.,
2001).
O aumento da resistência do solo à penetração pode causar efeitos prejudiciais
ao sistema radicular das culturas, devido à estreita relação entre porosidade do solo e o
crescimento radicular, com maior crescimento de raízes onde há maior número e
continuidade de macroporos. Como exemplo, pode-se citar o aumento do diâmetro das
raízes na camada compactada (FREDDI et al., 2007) e a diminuição do diâmetro das
raízes para penetrar pequenos poros, pois a resistência mecânica do solo estimula a
proliferação de raízes laterais, que são mais finas (MATERECHERA et al., 1992).
Estudando sistemas de manejo e compactação do solo, VARQUEZ et al. (1989)
verificaram que a produtividade máxima de soja esteve associada à resistência à
7
penetração de 1,57 a 1,59 MPa (camada de 0,05 – 0,35 m), decrescendo com o
aumento da resistência à penetração. SILVA et al. (2000c) verificaram em Latossolo
Vermelho argiloso que a produtividade de soja foi adequada até a resistência à
penetração de 1,80 MPa. QUEIROZ-VOLTAN et al. (2000) e BEUTLER et al. (2006)
verificaram que o valor de resistência à penetração crítico para a produtividade de soja
varia com o cultivar.
2.1.3. Densidade relativa
A densidade relativa do solo (Dsr) consiste na relação entre a densidade em que
se encontra o solo e a densidade máxima do solo obtida pelo ensaio de Proctor
(CARTER, 1990). Vários autores têm mostrado a utilidade dessa relação na
caracterização da compactação e resposta das culturas em diferentes tipos de solo
(HAKANSSON, 1990; SILVA et al., 1997; BEUTLER et al., 2005).
Valores de Dsr acima de 0,86 são considerados elevados e prejudiciais ao
desenvolvimento das culturas e abaixo de 0,80 podem afetar a produtividade de alguns
cereais em conseqüência da redução da capacidade de armazenamento de água no
solo (LINDSTRON e VOORHEES, 1994). Segundo ARVIDSSON e HAKANSSON
(1991), em geral, na Dsr de 0,86 são obtidas maiores produtividades, oscilando com as
condições climáticas e culturas, sendo os resultados similares para os diferentes solos.
HAKANSSON (1990) realizou cerca de 100 experimentos de campo com cevada, em
solos com difererentes texturas e conteúdos de matéria orgânica, e verificou que a Dsr
ótima esteve associada ao valor de 0,87. CARTER (1990) constatou que a
produtividade máxima de trigo e cevada esteve associada a Dsr de 0,81 em solo
arenoso de clima temperado.
No Brasil, em estudos de TORRES e SARAIVA (1999), em Latossolo Roxo
cultivado por dois anos com soja, observou-se que, a partir da Dsr de 0,84 e 0,87,
ocorreu decréscimo da produtividade. No entanto, BEUTLER et al. (2005) verificaram
que a Dsr ótima para a produtividade de soja foi superior no Latossolo Vermelho
eutroférrico argiloso LVef (0,84), comparado ao Latossolo Vermelho caulinítico de
8
textura média LVd (0,75), na tensão de água no solo de 0,01 MPa, em casa de
vegetação. Essa diferença para os solos tropicais está relacionada com o fato de o solo
LVef apresentar mineralogia oxídica que condiciona a formação de uma estrutura
granular forte muito pequena e com maior espaço poroso (FERREIRA et al., 1999),
comparado ao LVd caulinítico com estrutura maciça. Assim, a Dsr ótima à produtividade
de soja foi superior no LVef, corroborando com VEEN et al. (1992), que afirmam que
solos soltos e porosos apresentam menor condutividade hidráulica do solo não saturado
e menor contato das raízes com o solo, influenciando negativamente a absorção de
água e nutrientes.
2.1.4. Condutividade hidráulica saturada
A quantificação da infiltração de água no solo é considerada de grande utilidade
na diferenciação dos efeitos de sistemas de preparo na movimentação de água no
perfil.
Segundo FREIRE (1979) as variações na velocidade de infiltração estão
relacionadas com atributos tais como densidade do solo, macro e microporosidade,
portanto, trata-se de um processo físico de extrema complexidade, dado que o solo é
um meio heterogêneo, com ampla variabilidade espacial, apresentando características
que sofrem alterações diferenciadas no tempo e no espaço.
O sistema plantio direto, por revolver menos o solo e apresentar um sistema
permanente de bioporos e canais formado pela meso e macrofauna e por raízes que
apodrecem, permite uma melhor drenagem (BOONE, 1988). ARZENO (1990) obteve
valores de condutividade hidráulica do solo saturado nos sistemas plantio direto e
escarificador, cerca de duas vezes maior que no sistema de plantio convencional em
Latossolo Vermelho distroférrico. WU et al. (1992), comparando diferentes sistemas de
manejo do solo, avaliando a infiltração de água no solo através de um Permeâmetro de
Guelph, observaram que no sistema plantio direto os poros conduzem água mais
eficientemente do que no preparo convencional. Assim, mesmo apresentando menor
9
porosidade total, o sistema plantio direto pode apresentar condutividade hidráulica igual
ou superior à do preparo convencional.
2.1.5. Matéria orgânica e Agregação do solo
Na condição de mata natural, os processos de ciclagem do carbono (C) têm
como determinantes primários os fatores de formação do solo, uma vez que exercem
influência sobre o aporte de resíduos e sobre as saídas de C do solo (STEVENSON,
1994). Nos sistemas agrícolas, o uso e o manejo do solo atuam modificando tanto a
entrada como a saída de C do solo para a atmosfera, em função da produção
diferenciada de resíduos, do número de cultivos, das espécies vegetais, da adubação,
dos procedimentos de colheita, dos métodos adotados de preparo do solo e do manejo
dos restos culturais (LAL e BRUCE, 1999).
A adoção de sistemas de manejo que mantenham a proteção do solo através do
contínuo aporte de resíduos orgânicos é fundamental para a manutenção de uma boa
estrutura. O contínuo fornecimento de material orgânico serve como fonte de energia
para a atividade microbiana, que atua como agente de estabilização dos agregados
(CAMPOS et al., 1995). CASTRO FILHO et al. (1998), estudando um Latossolo Roxo
de Londrina, no Paraná, concluíram que o acúmulo de resíduos vegetais na superfície
como conseqüência da adoção do sistema de plantio direto melhorou o estado de
agregação graças ao incremento do teor de carbono orgânico, sobretudo na camada de
0-0,10 m; independentemente da sucessão de culturas. Os valores de diâmetro médio
geométrico dos agregados foram significativamente superiores em relação aos do
plantio convencional. Resultados semelhantes foram obtidos por SÁ et al., 2001.
CARPENEDO e MIELNICZUK (1990), estudando a estabilidade estrutural dos
agregados em condições de mata e campo nativo, verificaram que houve redução da
agregação quando os solos foram submetidos à lavração e à gradagem para o cultivo
de trigo e soja. Segundo DA ROS et al. (1997), após cinco anos de cultivo, o diâmetro
médio geométrico dos agregados no tratamento com plantio direto foi estatisticamente
equivalente ao do campo nativo, diminuindo com o aumento da intensidade de preparo
10
do solo, com valores de 2,96 vezes menores no preparo convencional comparado ao
campo nativo. CAMPOS et al. (1995) constataram que no sistema de plantio direto o
diâmetro médio geométrico dos agregados foi cerca de duas vezes maior que no
sistema de plantio convencional.
2.1.6. Curva de retenção de água e Índice S
Vários atributos têm sido utilizados para avaliar a qualidade física do solo, no
entanto, a caracterização dos efeitos dos sistemas de manejo sobre a degradação e
qualidade física do solo é mais bem quantificada por medidas que integram diferentes
propriedades num reduzido número de parâmetros (ARAÚJO et al., 2004). Assim,
DEXTER (2004c) considera que a curva de retenção de água (CRA) tem potencial para
ser utilizada como indicadora da qualidade física do solo em sistemas de uso e manejo
que alterem mais drasticamente a distribuição de poros por tamanho, ou mesmo entre
tipos de solos.
A curva de retenção de água do solo representa a relação entre o teor de água e
a energia com a qual ela está retida, sendo de essencial importância nos estudos físico-
hídrico do solo. Sua determinação é efetuada por meio de técnicas tradicionais de
laboratório, tais como a da câmara de pressão (RICHARDS, 1965) e da centrífuga
(SILVA e AZEVEDO, 2002) e baseia-se no levantamento de certo número de pontos
com os quais é traçada uma curva para representar as características de retenção da
água do solo.
O índice “S” introduzido no Brasil por SILVA (2004) a partir dos trabalhos de
DEXTER (2004 a,b,c), calculado a partir da curva de retenção de água, também
apresenta importante contribuição para os estudos da qualidade do solo, principalmente
pelo grande potencial para ser usado em avaliações da interação entre o manejo e a
física do solo e ser facilmente medido.
Um índice quantitativo de qualidade do solo pode servir como indicador da
capacidade do mesmo para a produção sustentável de plantas e de animais de forma
economicamente viável, socialmente aceitável e ambientalmente amigável. E somente
11
entendendo e promovendo a qualidade do solo hoje, é que é possível garantir às
gerações futuras a proteção ambiental no grau requerido e a utilização dos solos em
uma forma proveitosa (COGO et al., 2004).
2.1.7. Fertilidade do solo
Para que sejam estáveis e continuamente produtivos, os sistemas de manejo
devem, além de manter as condições físicas do solo em condições favoráveis ao
crescimento das plantas, adicionar nutrientes conforme suas necessidades, além de um
controle efetivo da erosão. As diferentes operações de preparo do solo podem alterar a
fertilidade do solo pois alteram a distribuição e a disponibilidade dos nutrientes no perfil.
Na implantação do SPD, além das correções de impedimentos físicos ao
crescimento e desenvolvimento das raízes das plantas, deve-se proceder à adequada
correção da acidez e elevação dos teores de nutrientes ao nível de suficiência, pelo
menos na camada 0-0,20m. A não observação dessas práticas pode acarretar em
acúmulo de nutrientes predominantemente na camada superficial, até a profundidade
de deposição dos insumos, criando um gradiente de concentração que pode se tornar
uma barreira química ao desenvolvimento radicular, devido à presença de alumínio
tóxico e baixos teores de elementos essenciais abaixo da camada de deposição dos
insumos (MARTINAZZO, 2006). Em geral, solos cultivados sob SPD que apresentam
essas características provocam um crescimento radicular superficial, logo abaixo da
camada de palha, porém sem mostrar restrições ao desenvolvimento e produtividade
das culturas em condições de boa disponibilidade de água (SILVA et al., 2000b).
Entretanto, em cultivos de sequeiro sob condições climáticas desfavoráveis, o
crescimento superficial das raízes pode levar a problemas na produtividade e possíveis
desequilíbrios de nutrientes.
A condução do SPD, por minimizar o revolvimento do solo, tende a proporcionar
um acúmulo de material orgânico e de nutrientes na superfície (DE MARIA e CASTRO,
1993; SÁ, 1993). No entanto, este acúmulo parece depender do tipo de solo, clima e
quantidade de palha produzida pelas culturas (CASTRO, 1995) e da mobilidade
12
intrínseca de cada elemento no solo (ALMEIDA et al., 2005). Em solos tropicais, em
função da predominância da baixa CTC e de boa drenagem, CENTURION et al. (1985)
não observaram o acúmulo de bases trocáveis nas camadas superficiais de um
Latossolo Vermelho cultivado sob plantio direto em Selvíria-MS.
A ocorrência de maiores teores de fósforo e potássio nas camadas superiores do
solo no sistema plantio direto é relatada por diversos autores (DE MARIA et al., 1999;
ALMEIDA et al., 2005). Porém PAULETTI et al. (2005), em um Latossolo Vermelho
Distrófico de Ponta Grossa-PR, não encontraram diferença para os teores de fósforo e
potássio na comparação entre sistema plantio direto e preparo convencional.
2.2. Sistema plantio direto em diferentes ambientes de produção
A importância e reconhecimento do sistema plantio direto como agricultura
sustentável pode ser explicada pela sua evolução. No Brasil, no ano agrícola 1972/1973
eram 200 mil hectares, principalmente na região sul, pioneira no país, e em 2005/2006,
eram 25,5 milhões de hectares, distribuídos nas principais regiões agrícolas
(FEBRAPDP, 2008).
O impacto imediato de um sistema conservacionista como o plantio direto é a
redução do arraste de terra e de elementos químicos pela erosão (CASTRO et al.,
1986), mas outros aspectos relacionados são importantes para se alcançar níveis mais
altos de produtividade com menor degradação do solo e da água. Neste sistema, a
infiltração da água das chuvas é maior, a quantidade de água retida pelo solo e a água
disponível são maiores, e as oscilações da temperatura do solo são menores (CASTRO
et al., 1987). Esses fatores, aliados ao aumento do teor de matéria orgânica e ao
aumento da disponibilidade de nutrientes (DE MARIA e CASTRO, 1993), colocam o
plantio direto como um sistema produtivo com baixo impacto ambiental.
Manejos conservacionistas de solo, quando comparados ao preparo
convencional, apresentam características físicas e químicas distintas através do seu
perfil. Operações de preparo de solo podem alterar-lhe as propriedades físicas nas
frações mobilizadas e adjacências, tais como densidade do solo, porosidade e
13
resistência do solo à penetração. Isto pode afetar a distribuição e a morfologia das
raízes, com reflexos no crescimento da parte aérea (KLEPKER e ANGHINONI, 1995).
As mobilizações intensivas do solo, no sistema convencional, sob condições
inadequadas de umidade e de cobertura vegetal, modificam adversamente a estrutura
do solo, afetando basicamente as relações entre as fases: sólida, líquida e gasosa
(DENARDIN e KOCHHANN, 1997). No entanto, o sistema plantio direto de culturas
anuais caracteriza-se pela deposição da semente no solo, sem o prévio revolvimento
utilizado no sistema convencional, utilizando máquinas especializadas, que mobilizam
apenas o sulco de semeadura, pela manutenção da palha da cultura anterior e pela
rotação de culturas.
Como conseqüência da pequena mobilização do solo no sistema plantio direto,
teores mais elevados de nutrientes nas camadas superficiais, principalmente o fósforo,
têm sido determinados por diversos autores (CENTURION et al., 1985; ELTZ et al.,
1989; DE MARIA e CASTRO, 1993; CASTRO, 1995), no entanto, este acúmulo pode
levar a um desenvolvimento excessivo de radicelas nesta camada, prejudicando a
planta, se não houver um crescimento em profundidade, num período de seca
prolongada (CASTRO, 1995).
Ainda no sistema plantio direto, há uma tendência a encontrar maior densidade
do solo nas camadas superficiais, porém, para ARSHAD et al. (1996) este fato não
chega a comprometer o sistema, devido à maior continuidade de poros,
homogeneidade do solo e à maior atividade microbiana.
Na literatura, existem inúmeros relatos dos níveis de compactação do solo
cultivado sob o sistema plantio direto. Contudo, ainda existem dúvidas sobre qual o
estado de compactação do solo, sob sistema plantio direto, que influi negativamente na
produção das culturas e quais os limites críticos das propriedades físico-mecânicas que
limitam o pleno desenvolvimento das plantas (SECCO et al., 2004).
Para contribuir para a manutenção ou melhoria da qualidade do solo e do
ambiente, bem como para a obtenção de adequadas produtividades das culturas a
longo prazo, os sistemas de preparo do solo devem oferecer condições favoráveis ao
desenvolvimento das culturas. No entanto, dependendo do solo, do clima e das culturas
envolvidas, os sistemas de preparo podem promover a degradação da qualidade física
14
do solo, com reflexos ambientais e na produtividade das culturas (TORMENA, et al.,
2004).
Vários trabalhos têm demonstrado que os sistemas produtivos que adotam o
plantio direto, que evita a mobilização do solo, utiliza a rotação de culturas e mantém
uma cobertura de palha sobre o mesmo, estão menos vulneráveis à degradação ou, ao
contrário, podem levar a recuperação das suas propriedades físicas, químicas e
biológicas, com o decorrer de vários ciclos produtivos.
O contínuo fornecimento de material orgânico no sistema plantio direto serve
como fonte de energia para a atividade microbiana, que atua como agente de
estabilização dos agregados do solo (CAMPOS et al., 1995), no entanto, as condições
climáticas, representadas principalmente pelo regime hídrico de chuvas e pela
temperatura, influem na atividade microbiana e conseqüentemente na decomposição
desse material orgânico (GILMOUR et al., 1998). Assim, em regiões com características
climáticas distintas, a contribuição da matéria orgânica como agente estabilizador de
agregados e melhorador do solo pode ocorrer em diferentes intensidades.
Nesse sentido, o sistema plantio direto vem sendo utilizado com êxito há algum
tempo na região sul do Brasil, em função, principalmente, das condições
edafoclimáticas que favorecem a sua aplicação. Sob as condições climáticas
predominantes no Cerrado, tem sido difícil a formação e principalmente a manutenção
de volume de palhada, em quantidade suficiente para proteger plenamente a superfície
do solo. Isto, aliado a intensa movimentação de máquinas e implementos, pode
favorecer o surgimento de problemas decorrentes do uso continuado do sistema de
plantio direto, como o readensamento do solo e a salinização devido à constante
deposição dos fertilizantes minerais na superfície.
No Estado de São Paulo, esta técnica até recentemente tinha despertado pouco
interesse, principalmente aos agricultores da região Norte e Nordeste do Estado. Porém
percebe-se que devido ao impulso ocorrido no Centro-Oeste e a consolidação da
segunda safra nos sistemas de produção, a conscientização vem acontecendo
acentuadamente, aumentando o interesse pela adoção do sistema.
Em áreas irrigadas também é grande a preocupação com a degradação física,
pois ao procurar otimizar o uso dos solos e dos equipamentos de irrigação, na maioria
15
das vezes não são observadas as condições adequadas de umidade para a operação
das máquinas no campo (FREITAS, 1992). Além disso, há uma carência de
informações quanto à capacidade de suporte de carga desses solos que possam ser
usadas como subsídio na tomada de decisão sobre a realização ou não de uma
determinada operação mecanizada.
Outro sistema de produção que merece especial atenção quanto à qualidade do
solo são os considerados mistos, como o caso de sistema de integração lavoura-
pecuária, pois seu impacto sobre os atributos físicos e químicos são ainda incipientes.
O sistema de cultivo com rotação ou sucessão também altera as propriedades
físicas do solo. Em Latossolos Vermelho-Escuros, CAMPOS et al. (1995) observaram
maior atividade microbiana e estabilidade dos agregados, enquanto ALBUQUERQUE et
al. (1995) observaram maior volume de macroporos e menor densidade do solo, nos
sistemas de rotações de culturas comparados às sucessões.
A compreensão e a quantificação do impacto do uso e manejo do solo na sua
qualidade física são fundamentais no desenvolvimento de sistemas agrícolas
sustentáveis (DEXTER e YOUNGS, 1992). De acordo com SANCHEZ (1981),
avaliações das modificações no solo decorrentes do cultivo deveriam ser feitas,
submetendo um solo sob vegetação natural às explorações agrícolas desejadas e
analisando suas propriedades periodicamente. No entanto, por diferentes razões, é
difícil atender a essas condições experimentais. Alternativamente, estes estudos podem
ser feitos utilizando solos cultivados e sob mata nativa, desde que mantidos os critérios
genéticos e topográficos relacionados com a formação dos solos. No Brasil, têm sido
feitos alguns estudos avaliando as mudanças nas propriedades dos solos utilizando o
solo sob mata como referência (BORGES et al., 1999; ARAÚJO et al., 2004;
CENTURION et al., 2007).
16
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Áreas Experimentais
Foram utilizadas duas áreas experimentais, uma no município de Guaíra e outra
no município de Pedrinhas Paulista, ambas no Estado de São Paulo.
3.1.1. Caracterização das regiões
O município de Guaíra localiza-se na região norte do Estado de São Paulo, na
divisa com o Estado de Minas Gerais, distante 470 km da capital. O estabelecimento de
culturas como a soja, milho, feijão e tomate, o plantio e industrialização da cana-de-
açúcar, além de atividades pastoris, são as principais fontes de renda do município,
tornando-o um dos principais produtores de grãos do Estado de São Paulo. Por aliar
uma topografia suave, de colinas amplas, a boas condições de fertilidade do solo,
proveniente da alteração de derrames basálticos jurocretáceos da Formação Serra
Geral, Guaíra se destacou como importante pólo de irrigação. De acordo com SAAD
(1987), o município é constituído em sua grande maioria (90%) por solos da unidade
pedológica Latossolo Roxo, hoje classificada como Latossolos Vermelhos textura
argilosa eutroférrico ou distroférrico (EMBRAPA, 2006).
O município de Guaíra, na região paulista da Alta Mogiana, segundo a
classificação de Köppen, apresenta clima tropical com estação seca de inverno (Aw)
(ROLIM et al., 2007), com temperatura média anual de 24oC e 1300 mm de
precipitação, distribuídos entre outubro e abril. A figura 1 representa a precipitação e
temperatura média durante o período de desenvolvimento da cultura da soja em Guaíra
na safra 2005/2006.
17
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
30/10
/200
5
13/11
/200
5
27/11
/200
5
11/12
/200
5
25/12
/200
5
8/1/
2006
22/1/
2006
5/2/
2006
19/2/
2006
5/3/
2006
19/3/
2006
2/4/
2006
16/4/
2006
30/4/
2006
0
5
10
15
20
25
30
Figura 1. Precipitação acumulada e temperatura média semanal durante o período de desenvolvimento da cultura da soja em Guaíra. Fonte: CIIAGRO (2006).
O município de Pedrinhas Paulista fica inserido na região do Médio Vale do Rio
Paranapanema, ao Sudoeste do Estado de São Paulo, divisa com o Estado do Paraná,
onde a exploração agrícola desenvolveu-se inicialmente sobre os Latossolos Roxos
(hoje denominados Latossolos Vermelhos textura argilosa eutroférricos ou
distroférricos) com a sucessão soja/trigo. A partir de 1990 o trigo foi substituído pelo
milho safrinha, predominando a sucessão soja (verão) e milho “safrinha” (outono-
inverno). No início do cultivo do milho safrinha, o principal sistema regional de manejo
de solo era a semeadura na palha no outono-inverno e o preparo convencional com
escarificações e/ou gradagens no verão. O sistema plantio direto passou de 28% em
1998 para 42% em 2000. Em 2004, estimava-se que o sistema plantio direto
permanente era empregado em 66 % dos 130.000 ha de culturas anuais, predominando
a semeadura na palha no outono-inverno no restante da área (DE MARIA et al., 2004).
Pre
cipi
taçã
o (m
m)
Tem
peratura média
Data
18
O clima do município de Pedrinhas Paulista, situado na região paulista do
Médio Vale do Rio Paranapanema, segundo a classificação de Köppen é uma transição
climática entre inverno seco e úmido (Cwa/Cfa) (ROLIM et al., 2007). A temperatura e a
precipitação média anual são, respectivamente, 21,8oC e 1360 mm. A Figura 2 mostra a
precipitação e a temperatura média durante o desenvolvimento da cultura da soja na
safa 2005/2006.
0
20
40
60
80
100
120
30/10
/200
5
13/11
/200
5
27/11
/200
5
11/12
/200
5
25/12
/200
5
8/1/
2006
22/1/
2006
5/2/
2006
19/2/
2006
5/3/
2006
19/3/
2006
2/4/
2006
16/4/
2006
0
5
10
15
20
25
30
Figura 2. Precipitação acumulada e temperatura média semanal durante o período de desenvolvimento da cultura da soja em Pedrinhas Paulista. Fonte: CIIAGRO (2006).
3.1.2. Solos
Os solos das áreas foram identificados com base nos levantamentos pedológicos
semi-detalhados do Estado de São Paulo e amostragem física e química do solo in
loco.
O solo das áreas cultivadas e de mata avaliadas em Guaíra apresentaram teor
médio de argila de 75%, enquadrando-se na classe dos solos muito argilosos. Os
Pre
cipi
taçã
o (m
m)
Tem
peratura média
Data
19
resultados das análises químicas e granulométricas revelaram que o solo das áreas
avaliadas atendeu ao caráter ácrico, com capacidade de troca catiônica efetiva menor
que 15 mmolc kg-1 de argila e pH (KCl 1 mol L-1) igual ou superior a 5,0; ou ∆pH (pH KCl
– pH H2O) positivo ou nulo e apresentou teor de Fe2O3 médio de 280 g kg-1, sendo
classificado como LATOSSOLO VERMELHO Acriférrico típico (LVwf), segundo o
Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 2006). ALLEONI e
CAMARGO (1994) citam os solos ácricos como resultantes de intenso processo de
intemperismo e devido a isso, são normalmente profundos, variando de argilosos a
muito argilosos, sendo bastante friáveis e com fraco desenvolvimento de
macroestrutura no horizonte B. A diferenciação entre horizontes é pouco nítida, sendo
difícil separá-los sem que haja alguma arbitrariedade na demarcação dos limites. Os
autores ainda relatam que os solos ácricos por possuírem menor repulsão entre as
cargas elétricas dos colóides, apresentam microagregação máxima, favorecida pela
floculação e cimentação da argila, que dá ao solo a sensação de areia. Trata-se de um
tipo de solo representativo, já que em levantamento pedológico semi-detalhado da
região de Guaíra feito pelo Instituto Agronômico de Campinas, foram contabilizados
95.000 hectares de solos ácricos (OLIVEIRA e PRADO, 1994).
Em Pedrinhas Paulista as áreas avaliadas revelaram alta saturação por bases e
teor de Fe2O3 médio de 240 g kg-1, podendo classificá-lo como LATOSSOLO
VERMELHO Eutroférrico típico (LVef), segundo o Sistema Brasileiro de Classificação
de Solos (EMBRAPA, 2006). Todas as áreas apresentam mais de 60% de argila
(Tabela 1), enquadrando-se na classe dos solos muito argilosos.
3.2. Descrição dos tratamentos
As determinações relativas a este estudo foram realizadas na safra 2005/2006,
em quatro manejos ou sistemas de produção diferentes, em cada região, todos com a
cultura da soja, em parcelas de 10 m x 35 m, além da avaliação na mata nativa, tomada
como situação de solo sem interferência.
20
Em Guaíra, no LVwf, as áreas onde o trabalho foi conduzido eram contíguas e
pertencentes à Fazenda Barracão, de propriedade do Sr. Fernando de Oliveira
Carvalho e à Fazenda São João, de propriedade do Sr. Rafael Takahashi, com
coordenadas geográficas aproximadas de 20º 21’ S de latitude e 48º 14’ W de
longitude. Nelas foram avaliados os seguintes sistemas:
1 – Plantio direto irrigado de 12 anos – PD12;
2 – Plantio direto sequeiro de 5 anos – PD5;
3 – Plantio direto sequeiro de 5 anos, com 2 anos de integração com pecuária – PD5I;
4 – Preparo convencional há mais de 20 anos – PC;
5 – Mata natural.
A área com o sistema PD12 apresenta sistema de irrigação por pivô central e
utiliza a rotação de milho com a soja no verão a cada três anos. No outono-inverno,
rotacionam o milho safrinha, o sorgo e o feijão. A soja CD 208 (Coodetec) foi semeada
dia 04 de novembro de 2005 e a adubação de semeadura foi de 200 kg ha-1 da
formulação NPK 02-20-15 + micronutrientes.
O sistema PD5 tem o milho substituindo a soja no verão a cada três anos e o
milho safrinha ou o sorgo no outono-inverno. A semeadura da soja CD 208 (Coodetec)
foi realizada no dia 20 de novembro de 2005, com adubação de 225 kg ha-1 da
formulação NPK 02-20-25 + micronutrientes.
A área no sistema PD5I iniciou o sistema plantio direto juntamente com a área
no sistema PD5, diferindo na incorporação da integração com a pecuária, utilizando o
Sistema Santa Fé, originado no estado de Goiás (KLUTHCOUSKI et al., 2000). Neste
sistema, a braquiária para a formação de pasto é semeada juntamente com a operação
de adubação de cobertura do milho. A planta de milho se desenvolve primeiro, ficando a
braquiária com seu crescimento prejudicado, devido ao sombreamento. Com a
maturação e secamento do milho, a braquiária então continua seu desenvolvimento,
ganhando tempo e condições favoráveis para a formação do pasto. O período de
pastejo foi de 10 de junho a 10 de outubro. A soja foi semeada diretamente sob a
palhada da braquiária no dia 3 de dezembro de 2005, utilizando a cultivar MG/BR 46 –
21
Conquista e adubação de 225 kg ha-1 da formulação NPK 02-20-18 + micronutrientes.
Aos 30 dias após a emergência foi feita uma adubação potássica de cobertura, à lanço,
na dose de 50 kg ha-1 de KCl.
Nas áreas dos sistemas PD12 e PD5, foram efetuadas duas aplicações de
herbicidas e três aplicações de fungicidas e na área do sistema PD5I, duas aplicações
de herbicidas e quatro de fungicidas. Estas três áreas foram semeadas com a mesma
semeadora-adubadora, marca Tatu/Marchesan, modelo PST 3, configurada com disco
de corte de palha, haste sulcadora para a deposição de adubo, discos desencontrados
para a deposição de semente e espaçamento entre linhas de 0,50 m e receberam
adubação foliar com Co+Mo aos 30 dias após a emergência das plântulas.
No sistema PC o solo tem sido preparado utilizando uma gradagem pesada e
duas passadas de grade niveladora, há mais de vinte anos. Na safra avaliada, o
agricultor optou pela não utilização da gradagem pesada, efetuando apenas uma
passada de grade niveladora para posterior semeadura. A soja MG/BR 48 (Garimpo
RCH) foi semeada no dia 15 de novembro de 2005, utilizando 350 kg ha-1 da
formulação 03-15-15. Foram feitas 4 aplicações de fungicidas e 3 aplicações de
inseticidas. A semeadora-adubadora utilizada foi uma Tatu, configurada com discos
para deposição de adubo e semente e com espaçamento entre linhas de 0,53 m.
Em Pedrinhas Paulista, no LVef, o experimento foi conduzido em áreas
pertencentes ao Sítio Generoso, de propriedade do Sr. André Vicentini; Sítio São
Donato, de propriedade do Sr. Antônio Di Loreto e Sítio São Luiz, cujo proprietário é o
Sr. Luigi Tovo. As coordenadas geográficas aproximadas são 22º 49’ S de latitude e 50º
46’ W de longitude. As áreas eram contíguas e apresentavam os seguintes sistemas:
1 – Plantio direto de 15 anos – PD15;
2 – Plantio direto de 8 anos – PD8;
3 – Plantio direto de 8 anos com sucessão de culturas – PD8S;
4 – Preparo convencional há mais de 20 anos – PC;
5 – Mata natural.
22
As áreas com os sistemas PD15 e PD8 apresentam o mesmo sistema de
cultivo, diferindo apenas na idade de adoção. Desde 1994, a fazenda adota, nas áreas
de plantio direto, um cultivo de milho verão a cada dois cultivos de soja e sempre
antecedendo o cultivo do milho, no outono-inverno, o cultivo de adubação verde,
denominada pelo agricultor de “coquetel”. Os outros cultivos de outono-inverno são
preenchidos pela cultura do milho safrinha, com posterior semeadura de milheto,
visando à formação de palha no sistema (Tabela 1).
No “coquetel” de plantas de cobertura são semeadas 4 espécies vegetais
conjuntamente: girassol, tremoço, aveia e nabo forrageiro, com 10, 90, 90 e 20 kg ha-1
de sementes, respectivamente. O manejo das plantas varia conforme o ano e pode ser
feito com o auxílio de um rolo-faca, quando as espécies ainda estão verdes ou então
com a utilização de herbicidas dessecantes.
Tabela 1. Rotação de culturas adotada no sistema das áreas PD15 e PD8 em Pedrinhas Paulista
2002/03 2003 2003/2004 2004 2004/2005 2005 2005/2006
Soja Milho/milheto Soja Coquetel Milho Milho/Milheto Soja
A semeadura da soja nas áreas PD15 e PD8 ocorreu nos dias 3 e 4 de
novembro de 2005, utilizando sementes da cultivar CD 201 (Coodetec), que
previamente receberam tratamento de fungicida e micronutrientes. A adubação de
semeadura foi igual a 250 kg ha-1 da formulação NPK 0-20-20. Foram feitas três
aplicações de inseticidas, uma de fungicida para controle da ferrugem asiática e duas
pulverizações para o controle das plantas infestantes.
Na área PD15, a soja foi semeada com semeadora-adubadora marca Semeato,
modelo SSM 23 e na área PD8 com semeaora-adubadora marca Baldan, modelo 4500,
ambas configuradas com disco de corte de palha, haste sulcadora para a deposição de
adubo, disco duplo desencontrado para a deposição de sementes e espaçamento entre
linhas de 0,45 m. A semeadura da soja foi feita acompanhando as linhas de milho do
cultivo anterior.
23
Na área com o sistema PD8S, desde 1998 o agricultor adota a semeadura sem
o preparo total do solo, utilizando a sucessão de cultivo de soja no verão e de milho no
outono-inverno (Tabela 2).
Tabela 2. Sucessão de culturas adotada no sistema da área PD8S em Pedrinhas Paulista
2002/03 2003 2003/2004 2004 2004/2005 2005 2005/2006
Soja Milho Soja Milho Soja Milho Soja
A semeadura da soja ocorreu no dia 10 de novembro de 2005, utilizando
sementes da cultivar CD 202 (Coodetec), e 225 kg ha-1 da formulação NPK 02-20-18.
O sistema de preparo convencional é adotado há mais de 20 anos, empregando
uma gradagem pesada, uma subsolagem e duas passadas de grade niveladora. Nos
últimos 10 anos, foi utilizado a sucessão da soja no verão e milho safrinha no outono-
inverno. A semeadura da soja ocorreu dia 4 de novembro de 2005, utilizando sementes
CD 208 (Coodetec) previamente tratadas com fungicida e adubação com 250 kg ha-1 da
formulação NPK 0-20-20. Foram feitas três aplicações de inseticidas, uma aplicação de
fungicida para a prevenção da ferrugem asiática e uma aplicação de herbicida pré-
emergente.
A semeadora-adubadora utilizada na área com o sistema PC, marca Semeato,
estava configurada com discos, tanto para a deposição de adubo, quanto para a
deposição da semente.
3.3. Determinações
3.3.1. Avaliação da estabilidade de agregados, condutividade
hidráulica e resistência do solo à penetração.
24
As coletas de amostras de solo foram realizadas em dezembro de 2005, nas
entrelinhas da cultura da soja, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 m, em 4
repetições, com auxílio de um enxadão, sem destruição dos torrões, que foram
acondicionados em sacos plásticos e, posteriormente, secados ao ar. No preparo das
amostras, os torrões foram desmanchados manualmente, tomando-se cuidado para não
destruir os agregados. Para avaliar a estabilidade de agregados via úmida, foram
usados 50 g de solo que passou pela peneira de 7,93 mm e ficou retido na peneira de
4,00 mm, os quais foram pré-umedecidos, conforme o princípio de umedecimento lento
descrito por KEMPER e CHEPIL (1965). Em seguida, essa amostra foi colocada no
aparelho de oscilação vertical sobre um conjunto de peneiras de 4,00; 2,00; 1,00; 0,50;
0,25 e 0,125 mm de diâmetro de malha, conforme descrito por YODER (1936).
Transcorridos 15 min, as porções retidas em cada peneira foram transferidas para latas
de alumínio com o auxílio de jatos de água, e secas em estufa a 105 ºC por um período
de 24 h para posterior pesagem. A partir dos valores dessas massas foram calculados a
porcentagem de agregados > 2,00 mm estáveis em água (Agreg), o diâmetro médio
geométrico (DMG) e o diâmetro médio ponderado (DMP), conforme KEMPER e
CHEPIL (1965). Para verificar se os valores de DMP dos tratamentos com solo
cultivado (PD12, PD5, PD5I e PC) foram diferentes daqueles da MN, calculou-se o
índice de sensibilidade (IS) sugerido por BOLINDER et al. (1999) e utilizado por
BERTOL et al. (2004), que utiliza o princípio da comparação relativa entre tratamentos.
O valor do referido índice maior do que a unidade (um) significa que a estabilidade dos
agregados aumentou e, quando menor, diminuiu.
A condutividade hidráulica saturada foi medida no campo, em duas
profundidades, a 0,08 e a 0,15 m e empregando-se duas cargas hidráulicas 0,03 e 0,06
m, em dezembro de 2005, com 4 repetições, utilizando um permeâmetro tipo Guelph,
composto de uma garrafa de Mariotte que controla a carga constante de água dentro do
furo, um tubo de acrílico com uma régua graduada onde a água é introduzida e um tripé
que permite adaptar o aparelho a terrenos irregulares. Após algum tempo, que
dependerá, dentre outros fatores, da umidade antecedente do solo e da sua textura,
uma pequena área em torno do furo estará saturada e, então, o fluxo torna-se
constante.
25
A resistência do solo a penetração (RP) foi determinada na entrelinha da cultura
da soja, utilizando um penetrômetro de impacto modelo IAA/PLANALSUCAR,
desenvolvido por STOLF et al. (1983), até 0,40 m de profundidade, em 6 repetições por
tratamento. Cada repetição foi formada pela média de 6 avaliações.
Concomitantemente à determinação de RP foi avaliada a umidade do solo pelo método
gravimétrico, em seis pontos selecionados aleatoriamente ao longo da linha de
amostragem de RP, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m. Os
dados de resistência à penetração foram submetidos à análise de covariância, sendo
corrigidos em função da umidade.
3.3.2. Avaliação da densidade do solo, porosidade total,
macroporosidade, microporosidade e densidade relativa.
Para a determinação das propriedades físicas do solo, foram coletadas amostras
com estrutura indeformada em quatro pontos aleatórios para cada sistema de manejo,
utilizando cilindros de 52,35x10-6 m3, no centro das camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e
0,20-0,30 m. Após a retirada dos cilindros, estes foram limpos por fora, tampados e
vedados com gaze e elástico e levados ao laboratório. Foram determinadas a
densidade do solo (BLAKE e HARTGE, 1986), a microporosidade, por secagem (tensão
de 0,006 MPa) em câmaras de pressão de Richards com placa porosa (KLUTE, 1986),
a porosidade total segundo DANIELSON e SUTHERLAND (1986), e a macroporosidade
obtida por diferença entre a porosidade total e a microporosidade.
A densidade de referência do solo foi determinada em amostras deformadas
coletadas na camada de 0-0,20 m e passadas em peneira de 4,0 mm. Para tal, foi
utilizado o teste Proctor normal com reuso de material (NOGUEIRA, 1998). A
determinação da densidade máxima (de referência) consistiu da adição de um pouco de
água à amostra, homogeneização, adição de solo até 1/3 do cilindro de 10 cm por
12,73 cm (1000 cm3) que foi submetido a 26 golpes de um soquete de 2,5 kg caindo à
altura de 30,5 cm, equivalente a uma pressão de 200 kPa. Em seguida, adicionou-se
mais uma camada até atingir 2/3 e depois outra até atingir a superfície do cilindro,
26
procedendo da mesma forma para compactação. Nos pontos seguintes, adicionou-se
mais água até que se verificou ter a densidade do solo diminuído, sendo obtida a Ds
máxima. Objetivou-se obter o ponto de máxima Ds e pelo menos dois pontos acima e
dois abaixo, para um melhor ajuste do modelo.
3.3.3. Determinação das curvas de retenção de água no solo e do
índice S.
As amostras indeformadas retiradas das camadas 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30
m foram colocadas em uma bandeja e saturadas durante 24 horas. Após este período,
deixou-as escoar o excesso de água para posterior pesagem. Em seguida as amostras
foram submetidas às tensões de 0,006; 0,01; 0,033; 0,06, 0,1 e 0,3 MPa, em câmaras
de Richards com placa porosa (KLUTE, 1986), sendo determinado o conteúdo de água
retida em cada tensão.
Após pesagem na última tensão, retirou-se a gaze e o elástico para pesagem e
composição da tara total para os cálculos de umidade. As amostras de solo foram
secas em estufa a 105ºC até atingir peso seco constante, o qual foi utilizado nos
cálculos de densidade do solo e da umidade nos diferentes pontos da curva
característica. As curvas de retenção de água ou características foram ajustadas pelo
modelo proposto por GENUCHTEN (1980).
No cálculo do índice S foi utilizado os parâmetros de ajuste das curvas de
retenção de água ajustadas pelo modelo proposto por GENUCHTEN (1980).
=S ( )( )m
ressat
mn
+−
+−−
11
1θθ (1)
onde: n e m são parâmetros que governam o formato da curva; sat
θ e res
θ são a umidade
na saturação e residual, respectivamente.
No cálculo do S o foco principal está na inclinação da curva de retenção da água
do solo no ponto de inflexão. Isto pode ser medido diretamente através da curva
retenção, entretanto, é mais conveniente ajustar a curva de retenção a uma função
27
matemática e então calcular a inclinação no seu ponto de inflexão (Equação 1) em
termos dos parâmetros obtidos na equação de GENUCHTEN (1980). A análise das
curvas de retenção de água na literatura sugerem que a degradação física do solo
sempre conduz a uma mudança no formato das curvas. Uma pequena inclinação indica
um solo desestruturado e, portanto, uma elevada inclinação um solo estruturado e que
possui muitos poros (DEXTER, 2004a).
3.3.4. Análise granulométrica e da fertilidade dos solos
Na mesma ocasião em que se coletaram as amostras indeformadas com anéis
volumétricos, fez-se a coleta de amostras deformadas com trado tipo holandês para
análise granulométrica e de fertilidade do solo.
A composição granulométrica dos solos foi determinada em amostras
coletadas na camada de 0-0,30 m, através da dispersão com NaOH (0,1 mol L-1) e
agitação lenta durante 16 horas, sendo o conteúdo de argila obtido pelo método da
pipeta (GEE e BAUDER, 1986).
Em cada sistema avaliado foram retiradas seis amostras compostas,
provenientes de 10 amostras simples, nas camadas 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m,
para fins de análise química do solo, segundo metodologia descrita por RAIJ et al.
(1987).
3.3.5. Avaliações na cultura da soja
No florescimento pleno da cultura da soja, foram coletadas amostras de folhas
para a diagnose nutricional e avaliadas segundo BATAGLIA et al. (1983).
No estádio R8, foram coletadas 10 plantas seguidas em uma das linhas de cada
parcela, que foram levadas ao laboratório para as avaliações de: altura de planta,
medindo-se a distância entre o colo e o ápice da haste principal; altura de inserção da
primeira vagem, medindo-se a distância entre o colo da planta e a inserção da primeira
28
vagem; e número de vagens por planta, destacando-se e contando-se todas as vagens
viáveis de cada planta.
A população de plantas foi avaliada por ocasião da colheita, contando-se o
número de plantas em 3 linhas de 1 metro de comprimento cada, calculando-se o valor
médio por hectare. Para a avaliação da produtividade da soja, foram colhidas as plantas
em 3 linhas com 3 m de comprimento, em 6 repetições por tratamento. Estas plantas,
após secagem ao sol, foram trilhadas mecanicamente, os grãos pesados e os dados
transformados em kg ha-1 (13% de umidade em base úmida). A umidade foi
determinada através do método da estufa (105 ± 3 ºC por 24 h.).
3.4. Análise dos dados
Os dados foram submetidos aos testes de Shapiro Wilk e Levene ambos a 5%
de probabilidade, para verificação da normalidade dos resíduos e homocedasticidade
das variâncias. Todas as variáveis do trabalho apresentaram distribuição normal dos
resíduos e homocedasticidade não havendo a necessidade de transformação dos
dados, com excessão apenas da condutividade hidráulica saturada, que foi
transformada em Log x.
A análise de variância seguiu o delineamento inteiramente casualizado com
parcelas subdivididas 5 x 3 (cinco manejos e três camadas), para os dois experimentos.
Os graus de liberdade para tratamento foram decompostos em quatro contrastes
ortogonais entre si, dentro de cada camada, para isolar os efeitos do cultivo do solo,
sistema plantio direto, tempo de adoção do sistema plantio direto/irrigação e integração
lavoura-pecuária em Guaíra (Tabela 3) e os efeitos do cultivo do solo, do sistema
plantio direto, do tempo de adoção do sistema plantio direto e o efeito da utilização da
rotação de culturas em Pedrinhas Paulista (Tabela 4). Utilizou-se o teste de Tukey
(p<0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento. As análises foram
feitas com auxílio do software estatístico SAS (SAS, 1999).
As classificações dos solos das áreas deste estudo diferem quanto ao grande
grupo, logo, com o intuito de se obter uma melhor compreensão da dinâmica dos
fatores que influenciam a qualidade dos solos agrícolas, diante da grande quantidade
29
de informações coletadas em campo, procurou-se identificar diferenças entre os
sistemas de produção e a mata natural, quanto aos atributos físicos e químicos dos
solos, por meio de análise multivariada.
Tabela 3. Nomes, coeficientes e efeitos dos contrastes entre os tratamentos em Guaíra
Tratamentos(1)
Nome PD12 PD5 PD5I PC MN
Efeito
C1 1 1 1 1 -4 Cultivo
C2 1 1 1 -3 0 Plantio direto
C3 1 -1 0 0 0 Tempo/Irrigação
C4 0 1 -1 0 0 Integração (1) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD5: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PDI: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração com pecuária; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; Tabela 4. Nomes, coeficientes e efeitos dos contrastes entre os tratamentos em
Pedrinhas Paulista
Tratamentos(1)
Nome
PD15 PD8 PD8S PC MN Efeito
C1 1 1 1 1 -4 Cultivo
C2 1 1 1 -3 0 Plantio direto
C3 1 -1 0 0 0 Tempo de SPD
C4 0 1 -1 0 0 Rotação
(1) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa.
A análise estatística multivariada surgiu como uma importante ferramenta para
permitir a extração de uma quantidade maior de informação que dificilmente seria
gerada empregando métodos univariados (BEEBE et al., 1998). Para a estatística
univariada, no caso restrito de variáveis independentes, é possível com segurança,
interpretar fenômenos usando medidas de tendência central como média, moda, etc. e
dispersão dos dados. Na estatística multivariada o fenômeno depende de muitas
variáveis, com isso não basta conhecer as variáveis isoladas, mas conhecê-las na sua
30
totalidade, pois uma depende da outra e as informações são fornecidas pelo conjunto e
não individualmente (GROBE, 2005).
BATISTA (1990) afirma que, quando se trata de estudos de vários parâmetros
observados, ou medidos sobre um mesmo indivíduo ou unidade amostral, se pode
recorrer aos métodos de análises multivariadas com o intuito de melhor explicar a
estrutura da massa de dados, sendo o método da análise de agrupamento um dos mais
utilizados.
Para a análise multivariada, foram utilizados os dados constantes na Tabela 5.
Tabela 5. Variáveis físicas e químicas do solo utilizadas na análise multivariada
Nº Variável física Sigla Nº Variável química Sigla
1 % de agregados > 2 mm Agreg 10 Matéria orgânica MO
2 Diâmetro médio geométrico DMG 11 Fósforo P
3 Diâmetro médio ponderado DMP 12 Potencial hidrogeniônico pH
4 Densidade do solo Ds 13 Cálcio Ca
5 Macroporosidade Macro 14 Magnésio Mg
6 Microporosidade Micro 15 Potássio P
7 Índice S -- 16 Acidez potencial H+Al
8 Condutividade hidráulica Kfs 17 Soma de bases SB
9 Resistência à penetração RP 18 Capacidade de troca catiônica CTC
19 Saturação por bases V%
20 Alumínio Al
Foram considerados como acessos, todos os tratamentos avaliados neste
trabalho, no LVwf (PD12, PD5, PD5I, PC e MN) e no LVef (PD15, PD8, PD8S, PC e
MN). Todas as análises multivariadas foram realizadas após a padronização das
variáveis onde cada uma ficou com média 0 e variância 1.
A análise de agrupamentos hierárquica (SNEATH e SOKAL, 1973) foi realizada
calculando-se a distância euclidiana entre os acessos, para o conjunto das 20 variáveis,
e utilizando o algorítmo de Ward para a obtenção dos agrupamentos de acessos
similares. O resultado da análise foi apresentado em forma gráfica (dendrograma) que
auxiliou na identificação dos agrupamentos dos acessos.
31
A identificação dos acessos nos grupos também foi feita pelo k-means (HAIR,
2005) que pertence à classe dos métodos de agrupamentos não hierárquicos e não
supervisionados. Este método minimiza a variância dos acessos dentro de cada grupo.
A análise de componentes principais permite condensar a maior quantidade da
informação original contida em p variáveis (p=20, neste estudo) em duas variáveis
latentes ortogonais denominadas de componentes principais que são combinações
lineares das variáveis originais criados com os dois maiores autovalores da matriz de
covariância dos dados (HAIR, 2005). Desta forma, o conjunto inicial contendo 20
variáveis passou a ser caracterizado por duas novas variáveis latentes, o que
possibilitou sua localização em figuras bidimensionais (ordenação dos acessos por
componentes principais). A adequação desta análise é verificada pela quantidade da
informação total das variáveis originais retida pelos componentes principais que
possuem autovalores superiores à unidade (KAISER, 1958) e fundamenta-se no fato de
que qualquer fator deve explicar uma variância superior àquela apresentada por uma
simples variável. Autovalores inferiores à unidade não possuem informação relevante.
Todas as análises estatísticas foram processadas no software STATISTICA versão
7.0 (STATSOFT, 2004).
32
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Análise granulométrica dos solos
A análise granulométrica foi realizada com a finalidade de caracterizar os solos
dos locais de execução dos trabalhos (Tabela 6), e não de verificar a existência de
possíveis efeitos dos diferentes manejos ou sistemas de preparo na distribuição de
partículas primárias do solo.
Tabela 6. Conteúdo médio na camada de 0-0,30 m, de areia grossa, areia fina, silte e argila dos Latossolos de Guaíra e Pedrinhas Paulista
Solo(1) Areia grossa Areia fina Silte Argila
---------------------------- g kg-1 ----------------------------
LVwf 47 137 61 755
LVef 69 109 162 660 (1) LVwf: Latossolo Vermelho acriférrico típico; LVef: Latossolo Vermelho eutroférrico típico.
4.2. Estabilidade de agregados e matéria orgânica
A ação antrópica no Latossolo Vermelho Acriférrico típico (LVwf) proporcionou
redução dos índices de agregação em todas as camadas avaliadas, comprovando a
perda de estabilidade dos agregados devido ao uso agrícola, em relação à mata nativa
(Tabela 7). A maior agregação no sistema mata nativa (MN) é resultante do acúmulo de
matéria orgânica (MO) ao longo dos anos, confirmado pelo contraste C1 da Figura 3,
em virtude da não ação antrópica por mais de 40 anos, influenciando fortemente a
agregação do solo.
33
Tabela 7. Porcentagem de agregados > 2,00 mm estáveis em água (Agreg), diâmetro médio geométrico (DMG), diâmetro médio ponderado (DMP), índice de sensibilidade (IS) e teste F para os contrastes estabelecidos para cada camada no LVwf(1)
Índices de agregação
Tratamento(2)
Agreg (%) DMG (mm) DMP (mm) IS
Camada de 0 -0,10 m PD12 95,73 a 5,08 a 5,44 a 0,93 a PD5 92,27 a 4,84 a 5,41 a 0,93 a PD5I 92,24 a 4,73 a 5,28 a 0,91 a PC 70,44 b 2,75 b 3,96 b 0,68 b MN 99,04 a 5,75 a 5,85 a 1,00 a
Contrastes(3) P>F(4) C1 -11,37** -1,40** -0,83** -0,14** C2 22,97** 0,80** 1,41** 0,24** C3 3,46* 0,24ns 0,03ns 0ns C4 0,03ns 0,11ns 0,13ns 0,02ns Camada de 0,10-0,20 m
PD12 94,81 a 5,12 a 5,51 a 0,95 a PD5 89,34 a 4,43 a 5,16 a 0,90 a PD5I 88,56 a 4,23 a 5,00 a 0,88 a PC 79,37 a 3,52 a 4,61 a 0,81 a MN 98,91 a 5,67 a 5,79 a 1,00 a
Contrastes P>F C1 -10,89** -1,35** -0,72** -0,12** C2 11,53** 1,07** 0,61** 0,10** C3 5,47** 0,69** 0,35** 0,05* C4 0,78ns 0,20ns 0,16ns 0,02ns
Camada de 0,20-0,30 m PD12 97,46 a 5,36 a 5,61 a 0,96 a PD5 90,39 a 4,64 a 5,26 a 0,90 a PD5I 89,59 a 4,29 a 5,02 a 0,85 a PC 66,46 b 2,51 b 3,75 b 0,64 b MN 99,15 a 5,75 a 5,84 a 1,00 a
Contrastes P>F C1 -13,18** -1,55** -0,93** -0,16** C2 26,02** 2,25** -0,54** 0,26** C3 7,07** 0,72** 0,35* 0,06* C4 0,80ns 0,35ns 0,24ns 0,05ns
(1) Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD5: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PDI: plantio direto a 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD12 + PD5 + PD5I + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD12+PD5+PD5I) vs. -(PC)]; C3: [(PD12) vs. -(PD5)]; C4: [(PD5) vs. -(PD5I)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
34
O mesmo comportamento na agregação do solo se manifestou quando o
contraste C2 comparou o sistema plantio direto (SPD) e o preparo convencional (PC),
mostrando o efeito positivo do SPD. No entanto, o teor de MO encontrado na área de
preparo convencional na camada 0-0,10 foi maior do que nas áreas de plantio direto.
Era de se esperar menores valores de MO na área com preparo convencional do solo,
principalmente em função da aceleração da decomposição causada pela incorporação
dos restos culturais por ocasião do preparo do solo com arações e gradagens
(ALBUQUERQUE et al., 2005), no entanto, o preparo do solo que antecedeu a coleta
no LVwf foi efetuada apenas com uma gradagem leve e superficial, com posterior
semeadura. Possivelmente, a pequena mobilização do solo e os resíduos da cultura
anterior influenciaram na avaliação da MO. No entanto, essa MO não contribuiu para
aumentar a estabilidade dos agregados.
O acúmulo de MO em áreas sob sistema plantio direto, principalmente na
camada superficial do solo, devido à preservação dos restos vegetais na superfície, já
que o solo não é totalmente revolvido, foi relatado nos trabalhos de SILVA et al. (2000a)
e de TORMENA et al. (2004), ambos em Latossolo Vermelho do Paraná. No entanto
deve-se considerar que este aumento também depende de fatores como o clima,
temperatura, precipitação, textura e mineralogia do solo.
O efeito do tempo de adoção do sistema plantio direto/irrigação (Contrate C3)
apresentou, na camada de 0-0,10 m, maior porcentagem de agregados com diâmetro
maior que 2 mm (Agreg), na camada de 0,10-0,20 m, efeito positivo em todos os índices
de agregação e na camada 0,20-0,30 m, aumento na Agreg, DMG e DMP. A prática da
irrigação favorece o desenvolvimento das plantas, que produzirão mais massa seca e
consequentemente mais matéria orgânica será adicionada ao solo. No entanto, apenas
na camada 0,10-0,20 m houve incremento no teor de MO (Figura 3), indicando que
possivelmente outros fatores inerentes aos sistemas ou solos podem estar atuando na
agregação. Não houve efeito da utilização da integração com pecuária (Contraste C4)
nos índices de agregação e nos teores de MO. Era de se esperar que este contraste
fosse significativo, pois alguns trabalhos mostram que sistemas de rotação de culturas
sob SPD envolvendo espécies com sistema radicular agressivo como o da braquiária e
com diferentes quantidades de fitomassa, podem alterar as propriedades físicas do solo
35
(ALBUQUERQUE et al., 2001). Provavelmente o curto tempo de adoção do sistema não
permitiu a expressão das características positivas. A comparação dos atributos
avaliados nas diferentes camadas mostrou redução dos índices de agregação no PC
nas camadas 0-0,10 e 0,20-0,30 m, em comparação com a camada de 0,10-0,20 m.
Provavelmente a camada 0,10-0,20 m apresentou efeito do implemento de preparo do
solo, que causa compressão das partículas do solo, formando torrões, sem, entretanto,
ocorrerem os mecanismos de formação e estabilização destes, que não apresentam
qualidades positivas de um agregado (SILVA et al., 2000c).
10
15
20
25
30
35
40
45
PD12 PD5 PD5I PC MN
Figura 3. Teores de matéria orgânica (MO) e estimativa dos contrastes estabelecidos para os cinco tratamentos e três camadas no LVwf. Camada de 0-0,10 m ( ); 0,10-0,20 m ( ); 0,20-0,30m ( ); PD12: plantio direto irrigado há 12 anos; PD5: plantio direto há 5 anos; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: preparo convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; C1: [(PD12 + PD5 + PD5I + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD12+PD5+PD5I) vs. -(PC)]; C3: [(PD12) vs. -(PD5)]; C4: [(PD5) vs -(PD5I)]; ns: não significativo; **: significativo a 1% de probabilidade. Médias seguidas pela mesma letra, dentro de cada manejo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05)
Estimativa dos contrastes 0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m
C1 -14** -11** -11** C2 -7** -7** -4*
C3 3ns 3* 3ns
C4 -2ns -1ns -3ns
Manejos
MO
(g
dm-3
)
a ab
b
a ab
b
a
ab b
a
a
b
a
ab
b
36
No LVef, o efeito do cultivo do solo na agregação pode ter sido influenciado
principalmente pelo teor de MO, verificado pelo Contraste C1 (Tabela 8 e Figura 4). Na
camada superficial, não houve diferença dos índices de agregação do solo cultivado em
comparação com a mata natural, podendo-se atribuir tal fato à contribuição do
incremento de MO nas áreas com sistema plantio direto (Contraste C2). Nas demais
camadas avaliadas, o teor de MO na área de mata natural foi superior às áreas
cultivadas. Estes resultados concordam com OLIVEIRA et al. (2004) que, em um
Latossolo Vermelho distrófico típico do Distrito Federal encontraram teor de carbono
orgânico nos primeiros 10 cm da superfície do solo sob plantio direto há 20 anos igual
ao da condição de mata (Cerrado).
O aumento de matéria orgânica na superfície do solo no plantio direto se deve ao
fato do revolvimento do solo nesse sistema se dar somente na linha de semeadura,
enquanto no PC toda a camada de solo ser revolvida nas operações de preparo,
incorporando os resíduos vegetais e acelerando sua decomposição (ALBUQUERQUE
et al., 2005). WENDLING et al. (2005), que estudaram a estabilidade de agregados em
um Latossolo Vermelho de Minas Gerais, sob diferentes manejos, concluíram que é na
camada superficial onde ocorre a maior contribuição da matéria orgânica.
O efeito do tempo de adoção do sistema plantio direto na estabilidade de
agregados (Contraste C3) não foi observado na camada superficial, mas sim nas
camadas mais profundas. Neste caso, a agregação do solo não está associada à MO,
já que não houve incremento no teor em função da idade de adoção do sistema. Este
resultado ainda sugere que outros fatores relacionados aos sistemas ou ao solo podem
estar atuando na agregação.
Não houve efeito da rotação de culturas (Contraste 4) na agregação do solo e
somente na camada mais profunda houve um incremento no teor de MO.
Dentro de cada tratamento, a MN apresentou homogeneidade do teor de MO no
perfil do solo. O tratamento PD8 mostrou maior teor de MO em superfície. No PD15 a
camada mais profunda apresentou menor valor de MO. Nas áreas PD8S e PC o teor de
MO decresceu gradativamente em profundidade.
37
Tabela 8. Porcentagem de agregados > 2,00 mm estáveis em água (Agreg), diâmetro médio geométrico (DMG), diâmetro médio ponderado (DMP), índice de sensibilidade (IS) e teste F para os contrastes estabelecidos para cada camada no LVef (1)
Índices de agregação
Tratamento(2)
Agreg (%) DMG (mm) DMP (mm) IS
Camada 0-0,10 m PD15 91,92 a 4,91 a 5,39 a 0,98 a PD8 95,92 a 5,33 a 5,62 a 1,03 a PD8S 91,17 a 4,76 a 5,30 a 0,97 a PC 81,87 a 3,79 a 4,75 a 0,87 a MN 94,54 a 5,03 a 5,48 a 1,00 a
Contrastes(3) P>F(4) C1 -4,32ns -0,33ns -0,22ns -0,04ns C2 11,13** 1,21** 0,69** 0,12** C3 4,00ns -0,42ns -0,23ns -0,05ns C4 4,75ns 0,57ns 0,32ns 0,06ns Camada 0,10-0,20 m
PD15 81,40 a 3,79 a 4,61 a 0,81 b PD8 92,57 a 4,95 a 5,39 a 0,95 a PD8S 90,68 a 4,71 a 5,27 a 0,92 a PC 87,63 a 4,36 a 5,03 a 0,88 a MN 97,24 a 5,45 a 5,70 a 1,00 a
Contrastes P>F C1 -9,17** -1,00** -0,63** -0,11** C2 0,59ns 0,12ns 0,06ns 0,01ns C3 -11,17** -1,16** -0,78** -0,14* C4 1,89ns 0,24ns 0,12ns 0,03ns
Camada 0,20-0,30 m PD15 82,56 a 3,90 a 4,71 a 0,85 ab PD8 94,35 a 5,12 a 5,48 a 1,00 a PD8S 87,76 a 4,39 a 5,04 a 0,91 a PC 86,53 a 4,24 a 4,95 a 0,90 a MN 95,75 a 5,13 a 5,51 a 1,00 a
Contrastes P>F C1 -7,95* -0,72* -0,47* -0,09* C2 1,69ns 0,23ns 0,13ns 0,02ns C3 -11,79** -1,22** -0,77** -0,15** C4 6,59ns 0,73ns 0,44ns 0,09ns
(1) Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. -(PC)]; C3: [(PD15) vs. -(PD8)]; C4: [(PD8) vs -(PD8S)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
38
10
15
20
25
30
35
PD15 PD8 PD8S PC MN
Figura 4. Teores de matéria orgânica (MO) e estimativa dos contrastes estabelecidos para os cinco tratamentos e três camadas no LVef. Camada de 0-0,10 m ( ); 0,10-0,20 m ( ); 0,20-0,30m ( ); PD15: plantio direto há 15 anos; PD8: plantio direto há 8 anos; PD8S plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. -(PC)]; C3: [(PD15) vs. -(PD8)]; C4: [(PD8) vs -(PD8S)]; ns: não significativo; **: significativo a 1% de probabilidade. Médias seguidas pela mesma letra, dentro de cada manejo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05)
Estimativa dos contrastes 0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m
C1 -3ns -11** -15** C2 3* -3* 4*
C3 -3ns 2ns -1ns
C4 -3ns 0ns 5**
Tratamentos
MO
(g
dm-3
)
a
a
b
a
b b
a
b
c
a
b
c
a
a a
39
4.3. Condutividade hidráulica
Tanto no LVwf, quanto no LVef, o contraste C1 mostrou que o cultivo do solo
diminuiu sua condutividade hidráulica em relação à sua condição natural (Tabelas 9 e
10, Figuras 5 e 6). Esse resultado confirma a perda da estruturação do solo de mata em
função da utilização da agricultura. Essa redução significativa do fluxo de água nos
solos cultivados pode ser conseqüência da diminuição da macroporosidade (Tabela 12).
Resultado semelhante foi obtido por GÓES et al. (2005) em um Latossolo Vermelho
eutroférrico argiloso de Jaboticabal (SP).
Tabela 9. Condutividade hidráulica saturada do solo e teste F para os contrastes estabelecidos no LVwf(1)
Condutividade hidráulica(1)
Tratamento(2)
0,08 m 0,15 m ----- mm h-1 -----
PD12 4,38 a 1,72 b PD5 3,78 a 2,57 b PD5I 3,63 a 2,30 b PC 5,12 a 3,11 b MN 6,51 a 5,87 a
Contrastes(3) P>F(4) C1 -2,28** -3,45** C2 -1,19** 0,91** C3 0,60** -0,85** C4 0,15ns 0,27ns
(1) Dados transformados em ln(Ch); Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD5: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração com pecuária; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD12 + PD5 + PD5I + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD12+PD5+PD5I) vs. -(PC)]; C3: [(PD12) vs. -(PD5)]; C4: [(PD5) vs -(PD5I)]. (4) ns: não significativo e **: significativo a 1% de probabilidade.
40
As áreas de SPD nos dois solos estudados também apresentaram menores
valores de condutividade hidráulica quando contrastado com as áreas de PC. Era de se
esperar que, devido à continuidade de poros, à tortuosidade dos interstícios e à maior
atividade biológica que facilita a movimentação tridimensional da água, resultados
superiores do SPD em relação ao PC, conforme verificado por ARZENO (1990) e
ASSIS e LANÇAS (2005), em estudo com permeâmetro de Guelph, ambos em
Nitossolo Vermelho. No entanto, contribuem para o maior fluxo de água, o excessivo
revolvimento do solo no PC e a tendência de adensamento do solo no SPD, já que em
ambas situações podem ocorrer modificações na densidade, na porosidade total, na
macro e microporosidade do solo, que estão diretamente ligadas à distribuição dos
poros e, por conseqüência, a permeabilidade dos solos (MESQUITA e MORAES, 2004).
0
1
2
3
4
5
6
7
PD12 PD5 PD5I PC MN
0,08 m
0,15 m
Figura 5. Condutividade hidráulica do LVwf nas duas profundidades, em função dos sistemas de manejo. As barras indicam os valores de erro padrão da média e a sobreposição destas denota a ausência de diferenças entre as médias dos tratamentos.
O resultado do contraste C3 no LVwf permitiu inferir que o tempo de adoção do
SPD/irrigação proporcionou maior condutividade hidráulica na profundidade 0,08 m e
ln C
ondu
tivid
ade
hidr
áulic
a (m
m h
-1)
Tratamentos
41
menor na profundidade 0,15 m. De modo geral, os maiores valores de condutividade
hidráulica são encontrados juntamente com os maiores valores de macroporosidade
(MESQUITA e MORAES, 2004). Apesar da macroporosidade não ter sido influenciada
pelo tempo de adoção do SPD/irrigação (Tabela 11), esse resultado na profundidade
0,15 m, possivelmente está relacionado com os baixos valores de macroporosidade
encontrados (PD12 = 0,068 e PD5 = 0,076 m3 m-3).
Tabela 10. Condutividade hidráulica saturada e teste F para os contrastes estabelecidos no LVef(1)
Condutividade hidráulica(1)
Tratamento(2)
0,08 m 0,15 m mm h-1 PD15 5,05 a 1,55 b PD8 5,49 a 2,28 b PD8S 5,44 a 2,09 b PC 5,63 a 4,37 b MN 7,11 a 5,83 b
Contrastes(3) P>F(4) C1 -1,71** -3,26** C2 -0,30** -2,40** C3 -0,44** -0,73** C4 0,05ns 0,19ns
(1) Dados transformados em ln(Ch); Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. -(PC)]; C3: [(PD15) vs. -(PD8)]; C4: [(PD8) vs -(PD8S)]. (4) ns: não significativo e **: significativo a 1% de probabilidade.
No LVef, o contraste C3 mostra que o incremento no tempo de adoção do
sistema plantio direto diminuiu a condutividade hidráulica. O tratamento PD15
apresentou maior microporosidade na camada 0-0,10 m, confirmando assim, que as
modificações estruturais ocasionadas pelo manejo, em função de práticas agrícolas
superficiais e subsuperficiais também modificam a condutividade hidráulica (MESQUITA
e MORAES, 2004).
42
Não houve efeito da utilização da integração lavoura-pecuária no LVwf e nem
efeito da rotação de culturas no LVef (Contrastes C4) na condutividade hidráulica, e tal
resposta pode ser explicada devido às poucas variações na condição estrutural do solo
nos dois tratamentos e solos.
Na comparação entre profundidades, dentro de cada tratamento, aqueles
estudados no LVef, apresentou maiores valores de condutividade hidráulica na
profundidade 0,08 m. No LVwf a resposta foi a mesma, com exceção da área de MN,
que apresentou homogeneidade do fluxo de água no perfil do solo.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
PD15 PD8 PD8S PC MN
0,08 m
0,15 m
Figura 6. Condutividade hidráulica do LVef nas duas profundidades, em função dos sistemas de manejo. As barras indicam os valores de erro padrão da média e a sobreposição destas denota a ausência de diferenças entre as médias dos tratamentos.
4.4. Densidade, porosidade total, macroporosidade e microporosidade
Em todas as camadas do Latossolo Vermelho acriférrico típico de Guaíra (LVwf),
o contraste C1 mostrou que a maior densidade do solo ocorreu nas áreas cultivadas,
ln C
ondu
tivid
ade
hidr
áulic
a (m
m h
-1)
Tratamentos
43
em comparação com a área de mata natural (Tabela 11). Os maiores valores de
macroporos e porosidade total e menores valores de microporos foram conferidos à
área de mata natural, na mesma comparação. Esta situação é comum, já que a ação
antrópica está relacionada com a compactação do solo pelo uso de máquinas e
implementos (CAVENAGE et al., 1999), com a redução dos teores de matéria orgânica
(SILVA e KAY, 1997) e menor estabilidade estrutural do solo (HORN et al., 1995).
O sistema plantio direto proporcionou maiores valores de densidade quando
contrastado com a área convencional (Contraste C2). Na camada de 0,20-0,30 m, as
áreas com o sistema plantio direto mostraram-se com maior densidade do solo, maior
volume de porosidade total e maior microporosidade, em relação à área com preparo
convencional (Contraste C2).
Essa resposta normalmente é encontrada em estudos deste tipo, e vários
autores citam que no sistema plantio direto o revolvimento do solo é restrito à linha de
semeadura e, no entanto, o tráfego de máquinas ocorre normalmente em toda extensão
da área, resultando num aumento da compactação do solo, principalmente em
superfície (ASSIS e LANÇAS, 2005).
O sistema plantio direto também proporcionou maiores valores de
microporosidade e porosidade total. A macroporosidade foi maior na área de plantio
convencional, o que pode ser atribuído ao vigoroso revolvimento do solo por ocasião do
preparo.
O contraste C3 comparou as áreas com sistema plantio direto de 12 anos
irrigado e 5 anos, e somente a macroporosidade apresentou diferença significativa,
destacando-se o PD5, que apresentou maiores valores e indicou possível tendência de
adensamento do solo no tempo.
44
Tabela 11. Densidade do solo (Ds), porosidade total, macroporosidade e microporosidade e teste F para os contrastes estabelecidos para cada camada no LVwf(1)
Propriedade
Tratamento(2)
Densidade Porosidade Macroporosidade Microporosidade
Mg m-3 ------------------ m3 m-3 ------------------
Camada de 0 -0,10 m
PD12 1,14 a 0,575 a 0,087 a 0,488 a PD5 1,17 a 0,592 a 0,120 a 0,472 a PD5I 1,12 a 0,590 a 0,092 a 0,498 a PC 0,92 b 0,561 a 0,168 a 0,393 b MN 0,78 a 0,637 a 0,301 a 0,336 a
Contrastes(3) P>F(4) C1 0,31** -0,058** -0,184** 0,127** C2 0,22** 0,025* -0,068** 0,093** C3 -0,03ns -0,017ns -0,033* 0,016ns C4 0,05ns 0,002ns 0,028ns -0,026ns Camada de 0,10-0,20 m
PD12 1,26 a 0,564 a 0,068 a 0,496 a PD5 1,24 a 0,561 a 0,076 a 0,485 a PD5I 1,15 a 0,611 a 0,117 a 0,494 a PC 1,18 a 0,535 a 0,082 b 0,453 a MN 0,81 a 0,602 a 0,260 a 0,342 a
Contrastes P>F C1 0,40** -0,034** -0,174** 0,140** C2 0,04ns 0,044** 0,005ns 0,039** C3 0,02ns 0,003ns -0,008ns 0,011ns C4 0,09ns -0,050** -0,041** 0,009ns
Camada de 0,20-0,30 m PD12 1,25 a 0,565 a 0,091 a 0,474 a PD5 1,20 a 0,565 a 0,104 a 0,461 a PD5I 1,15 a 0,590a 0,092 a 0,498 a PC 1,12 a 0,544 a 0,085 b 0,459 a MN 0,79 a 0,619 a 0,285 a 0,334 a
Contrastes P>F C1 0,39** -0,053** -0,192** 0,139** C2 0,08** 0,029** 0,011ns 0,019* C3 0,05ns 0ns -0,013ns 0,013ns C4 0,05ns -0,025ns 0,012ns -0,037*
(1) Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD12: plantio direto a 12 anos, irrigado; PD5: plantio direto a 5 anos, sequeiro; PDI: plantio direto a 5 anos, com integração com pecuária a 2 anos; PC: plantio convencional a mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD12 + PD5 + PD5I + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD12+PD5+PD5I) vs. -(PC)]; C3: [(PD12) vs. -(PD5)]; C4: [(PD5) vs. -(PD5I)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
45
O efeito da utilização da integração lavoura–pecuária, verificada pelo contraste
C4, mostrou que não houve diferença significativa para as variáveis analisadas.
Esperava-se que a utilização da braquiária no sistema de produção alterasse as
características físicas do solo, principalmente devido aos benefícios gerados pelo
sistema radicular da mesma (ALBUQUERQUE et al., 2001). No entanto, devido à
recente introdução deste sistema na área, os resultados benéficos podem ainda não ter
se expressado. Na camada de 0,10 a 0,20 m, o sistema plantio direto quando
contrastado com o sistema convencional (Contraste C2), apresentou maior porosidade
total e maior microporosidade.
Entre as áreas com o sistema plantio direto de 12 e 8 anos, nas camadas de
0,10-0,20 e 0,20-0,30 m não houve diferença significativa para as variáveis analisadas,
não indicando tendência de adensamento ao longo do tempo.
O contraste C4, indicou que a introdução da integração lavoura–pecuária quando
comparada com a área de mesma idade de adoção do sistema plantio direto, porém
sem integração, acarretou maiores valores de macroporosidade e de porosidade total,
mostrando o efeito benéfico da utilização de espécies com vigoroso sistema radicular
na estruturação do solo e conformação do espaço poroso. O emprego da integração
lavoura-pecuária proporcionou maior valor de microporosidade, devido possivelmente a
uma compactação oriunda da utilização sucessiva de equipamento de revolvimento do
solo na mesma profundidade, antes da adoção do sistema.
Entre as camadas, as diferenças significativas somente ocorreram na área com
plantio convencional. Na camada superficial, a densidade do solo foi inferior, o volume
de macroporos foi superior e o volume de microporos foi inferior, refletindo a ação do
equipamento utilizado no revolvimento e preparo do solo, fracionando os agregados,
com conseqüente criação de poros.
Em todas as áreas avaliadas os volumes de macroporos ficaram aquém do
considerado ideal por TAYLOR e ASCHROFT (1972), de cerca de 0,33 m3 m-3. Esse
problema foi mais grave nas áreas no sistema plantio direto, com média (0,09 m3 m-3) e
na área com preparo convencional, com valor de 0,08 m3 m-3. Estes dados indicam
possíveis problemas de infiltração de água, circulação de oxigênio e,
conseqüentemente, desenvolvimento das raízes das culturas nas camadas desses
46
tratamentos, principalmente nas que apresentaram volume de macroporos menor do
que 0,10 m3 m-3 (XU et al., 1992).
No Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) de Pedrinhas Paulista, o contraste C1
mostrou que as áreas cultivadas apresentaram maior densidade do solo, menor
porosidade total, menor macroporosidade e maior microporosidade, em todas as
camadas avaliadas (Tabela 12).
Esta resposta demonstra que o uso do solo para fins agrícolas, independente do
sistema de manejo utilizado, promove alterações nas suas propriedades físicas.
Resultados semelhantes, em solo cultivado com cana-de-açúcar, foram obtidos por
SILVA e RIBEIRO (1992). BORGES et al. (1999) citam que a drástica redução da
macroporosidade nos solos cultivados decorre do aumento da compactação do solo,
que é evidenciada pelo aumento da densidade do solo.
Na camada superficial, o sistema plantio direto proporcionou maior densidade do
solo e microporosidade, menor porosidade total e macroporosidade, quando
comparadas com a área com preparo convencional. Esses resultados estão em
conformidade com os de TORMENA et al. (2002), em um Latossolo Vermelho distrófico
de Araruna (PR). Além dos efeitos da mobilização no solo no plantio convencional,
estes resultados refletem um estado de compactação causada pelas operações
agrícolas e ou adensamento nas áreas com sistema plantio direto.
A área com sistema plantio direto de 8 anos (PD8) apresentou menores valores
de microporos, em comparação com a área de 12 anos (PD12) (Contraste C3). Isto
indica melhoria na conformação dos poros no tempo, devido principalmente à adoção
da rotação de culturas, confirmada pelo contraste C4, também significativo.
Na camada de 0,10-0,20 m, a área com plantio convencional apresentou maior
volume de macroporos, quando comparadas com a área com plantio convencional
(contraste C2), evidenciando o efeito desagregante das partículas no preparo do solo.
47
Tabela 12. Densidade do solo (Ds), porosidade total, macroporosidade e microporosidade e teste F para os contrastes estabelecidos para cada camada no LVef(1)
Propriedade
Tratamento(2)
Densidade Porosidade Macroporosidade Microporosidade
Mg m-3 ------------------ m3 m-3 ------------------
Camada de 0-0,10 m
PD15 1,22 a 0,562 a 0,085 a 0,477 a PD8 1,24 a 0,541 a 0,131 a 0,410 a PD8S 1,31 a 0,506 a 0,105 a 0,401 a PC 1,08 b 0,588 a 0,247 a 0,341 b MN 0,78 a 0,644 a 0,298 a 0,346 a
Contrastes(3) P>F(4) C1 0,43** -0,095** -0,156** 0,061** C2 0,18** -0,052* -0,140** 0,088** C3 -0,02ns 0,021ns -0,046ns 0,067* C4 -0,07ns 0,035ns 0,026ns 0,009* Camada de 0,10-0,20 m
PD15 1,33 a 0,499 a 0,068 a 0,431 a PD8 1,35 a 0,500 a 0,072 a 0,428 a PD8S 1,42 a 0,467 a 0,063 a 0,404 a PC 1,33 a 0,505 b 0,100 b 0,405 a MN 0,79 a 0,644 a 0,302 a 0,342 a
Contrastes P>F C1 0,57** -0,151** -0,226** 0,075** C2 0,04ns -0,016ns -0,032** 0,016ns C3 -0,02ns -0,001ns -0,004ns 0,003ns C4 -0,07ns 0,033* 0,009ns -0,024ns
Camada de 0,20-0,30 m PD15 1,26 a 0,528 a 0,097 a 0,431 a PD8 1,32 a 0,486 a 0,086 a 0,400 a PD8S 1,35 a 0,481 a 0,084 a 0,397 a PC 1,40 a 0,476 b 0,064 b 0,412 a MN 0,86 a 0,646 a 0,288 a 0,358 a
Contrastes P>F C1 0,47** -0,153** -0,205** 0,052** C2 -0,09** 0,022* 0,025* -0,003ns C3 -0,06* 0,042** 0,011ns 0,031* C4 -0,03* 0,005* 0,002ns 0,003ns
(1) Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. -(PC)]; C3: [(PD15) vs. -(PD8)]; C4: [(PD8) vs -(PD8S)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
48
Na camada de 0,20-0,30 m, as áreas com o sistema plantio direto apresentaram
menor densidade do solo, maior porosidade total e maior macroporosidade, quando
comparadas com a área com plantio convencional (contraste C2). Isto indica uma
melhoria na qualidade física do solo em profundidade, decorrente possivelmente da
atividade de fauna edáfica e de raízes, que atuam na formação de canais (COSTA et
al., 2003).
O efeito do tempo de adoção do sistema plantio direto (contraste C3) mostrou
que o PD15 apresentou menor densidade do solo, maior porosidade total e maior
microporosidade, quando comparado com o PD8, mostrando o efeito benéfico da
utilização a longo prazo da rotação de culturas.
Todos os sistemas cultivados, com exceção da camada 0-0,10 m da área de
preparo convencional, apresentaram volumes de macroporos abaixo daquele
considerado ideal, de 1/3 do volume total de poros, conforme sugerido por TAYLOR e
ASCHROFT (1972). Este valor seria limitante ao desenvolvimento radicular, pela
reduzida taxa de difusão de gases no solo e pela dificuldade de drenagem do excesso
de água das chuvas. Esse problema foi mais grave em todas as camadas nas áreas no
sistema plantio direto, com média (0,09 m3 m-3) e na área com preparo convencional,
em especial na camada de 0,20-0,30 m, com valor de 0,06 m3 m-3. Estes dados indicam
possíveis problemas de infiltração de água, circulação de oxigênio e,
conseqüentemente, desenvolvimento das raízes das culturas nas camadas desses
tratamentos, principalmente nas que apresentaram volume de macroporos menor do
que 0,10 m3 m-3 (XU et al., 1992).
4.5. Densidade relativa
Verificou-se que a máxima compactação do Latossolo Vermelho acriférrico típico
(LVwf) foi de 1,39 Mg m-3 (Figura 7), obtida com conteúdo de água retida de 0,31 m3 m-3
na tensão de 0,04 MPa, ou seja, abaixo da capacidade de campo (0,01 MPa).
BEUTLER et al. (2005) encontraram valores de 1,85 Mg m-3 para um Latossolo
Vermelho distrófico (LVd) e de 1,54 Mg m-3 para um Latossolo Vermelho eutroférrico
49
(LVef) e justificaram tal diferença à granulometria e ao tipo de mineral de argila
envolvidos. No caso do LVd predomina quartzo e caulina, que conferem menor
porosidade e no LVef, a mineralogia oxídica que condiciona a formação de estrutura
granular forte muito pequena e com maior espaço poroso (FERREIRA et al., 1999).
Assim, esse menor valor para a densidade máxima do LVwf era esperado, por se tratar
de solo que possui menor repulsão entre as cargas elétricas dos colóides e apresentam
microagregação máxima (ALLEONI e CAMARGO, 1994).
ŷ = 0,2024 + 7,5468x - 12,216x2
R2 = 0,88181,05
1,10
1,15
1,20
1,25
1,30
1,35
1,40
1,45
0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Figura 7. Densidade máxima determinada com o aparelho de Proctor no Latossolo Vermelho acriférrico típico (LVwf).
Tanto no LVwf como no LVef, o solo das áreas de mata apresentaram valores de
densidade relativa (Dsr) bem menores do que as áreas cultivadas (Tabelas 13 e 14).
Esse resultado era esperado, pois a condição original do solo sob vegetação nativa,
com maiores teores de matéria orgânica, maior porosidade e menor densidade, como já
vimos nos resultados deste trabalho citado anteriormente, também refletem na
densidade relativa, já que trata-se de uma relação direta, entre a situação atual do solo
e a máxima possível.
Den
sida
de d
o so
lo (
Mg
m-3
)
Conteúdo de água (m3 m-3)
1,39 Mg m-3
0,31 m3 m-3
50
Em Guaíra, não houve diferença para a densidade relativa entre a área com
preparo convencional e as áreas cultivadas no sistema plantio direto (Contraste 2) e
para o tempo de adoção do sistema plantio direto (Contraste 3).
A utilização da integração lavoura-pecuária apresentou diminuição da Dsr nas
camadas 0-0,10 e 0,20-0,30 m.
Na comparação entre camadas, dentro de cada sistema, o plantio direto com
integração lavoura-pecuária apresentou menor Dsr na camada 0-0,10 m.
Tabela 13. Densidade relativa e teste F para os contrastes estabelecidos no LVwf Tratamento(2) Densidade relativa
0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m PD12 0,82 a 0,91 a 0,90 a PD5 0,84 a 0,90 a 0,86 a PD5I 0,64 b 0,84 a 0,81 a PC 0,80 a 0,83 a 0,83 a MN 0,56 a 0,59 a 0,57 a
Contrastes(3) Estimativa e P>F(4) C1 0,22** 0,28** 0,28** C2 -0,03ns 0,05ns 0,02ns C3 -0,02ns 0,01ns 0,04ns C4 0,20** 0,06ns 0,05*
(1) Dados transformados em ln(Ch); Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD12: plantio direto a 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto a 5 anos, sequeiro; PD8I: plantio direto a 5 anos, com integração com pecuária a 2 anos; PC: plantio convencional a mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD12 + PD8 + PD8I + PC) vs. (MN)]; C2: [(PD12+PD8+PD8I) vs. (PC)]; C3: [(PD12) vs. (PD8)]; C4: [(PD8) vs (PD8I)]. (4) ns: não significativo e **: significativo a 1% de probabilidade.
Os valores de Dsr nas camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m da área com sistema
plantio direto de 12 anos e na camada 0,10-0,20 m da área com sistema plantio direto
de 5 anos ficaram acima de 0,87 (0,90), preconizado como ideal para o bom
desenvolvimento das culturas (HÅKANSSON, 1990; HÅKANSSON e LIPIEC (2000).
A camada 0-0,10 m da área com PD5I apresentou Dsr abaixo de 0,80 (0,64), o
que segundo LINDSTRON e VOORHEES (1994), pode afetar a produtividade das
culturas em conseqüência da redução da capacidade de armazenamento de água no
solo.
51
As áreas com sistema plantio direto com 5 e 12 anos apresentaram, na camada
0,10-0,20 m valores de Dsr acima do considerado ideal ao desenvolvimento das
culturas (HAKANSSON, 1990).
A densidade máxima do LVef de Pedrinhas Paulista foi de 1,52 Mg m-3, obtida na
umidade de 0,26 m3 m-3 (Figura 8), correspondente a uma tensão de 0,1 MPa, portanto,
com umidade retida menor do que na capacidade de campo. BEUTLER et al. (2005)
encontraram valor de densidade máxima de 1,54 Mg m-3, para o mesmo tipo de solo,
em Jaboticabal-SP. Esses valores superiores aos encontrados para o LVwf (1,39 Mg m-
3), devem-se principalmente ao tipo de mineral presente nesse solo,
predominantemente os óxidos de ferro, que lhe conferem menor porosidade
(FERREIRA et al., 1999).
ŷ = - 0,3377+ 14,456x - 28,202x2
R2 = 0,85561,20
1,25
1,30
1,35
1,40
1,45
1,50
1,55
1,60
0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
Figura 8. Densidade máxima determinada com o aparelho de Proctor no Latossolo Vermelho eutroférrico típico (LVef).
No geral os sistemas avaliados no LVef apresentaram valores de Dsr próximos
ao considerado ideais ao desenvolvimento das culturas, de 0,87 (HAKANSSON, 1990),
com exceção da camada 0,10-0,20 m da área com sistema plantio direto há 8 anos com
Den
sida
de d
o so
lo (
Mg
m-3
)
Conteúdo de água (m3 m-3)
1,52 Mg m-3
0,26 m3 m-3
52
sucessão de culturas (PD8S) e da camada 0,20-0,30 da área com preparo
convencional, que apresentaram respectivamente, 0,93 e 0,92.
O sistema plantio direto quando comparado com o preparo convencional
(Contraste C2) mostrou-se com maior Dsr na camada 0-0,10 m e menor na camada
0,20-0,30 m.
O tempo de adoção do sistema plantio direto (Contraste C3) e a utilização da
rotação de culturas (Contraste C4) não influenciaram a Dsr.
Entre as camadas avaliadas, dentro de cada sistema, apenas o preparo
convencional mostrou menor Dsr na camada superficial.
Tabela 14. Densidade relativa e teste F para os contrastes estabelecidos no LVef Tratamento(2) Densidade relativa
0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m PD12 0,80 a 0,87 a 0,83 a PD8 0,81 a 0,88 a 0,86 a PD8S 0,86 a 0,93 a 0,89 a PC 0,72 b 0,88 a 0,92 a MN 0,51 a 0,52 a 0,56 a
Contrastes(3) Estimativa e P>F(4) C1 0,29** 0,37** 0,32** C2 0,10** 0,01ns -0,06** C3 -0,01ns -0,01ns -0,03ns C4 -0,05ns -0,05ns -0,03ns
(1) Dados transformados em ln(Ch); Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD15: plantio direto há 15 anos; PD8: plantio direto há 8 anos; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. (MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. (PC)]; C3: [(PD15) vs. (PD8)]; C4: [(PD8) vs (PD8S)]. (4) ns: não significativo e **: significativo a 1% de probabilidade.
4.6. Resistência do solo à penetração
Em Guaíra, na camada 0-0,10 m, os sistemas cultivados no SPD apresentaram
maior resistência à penetração (RP) em comparação com a MN e PC (Figura 9). Este
resultado já era esperado, uma vez que normalmente há um aumento na densidade do
solo e diminuição no volume de macroporos em áreas no SPD devido ao constante
tráfego de máquinas e o não revolvimento do solo nesse sistema (TORMENA et al.,
2002). De outro lado, o preparo do solo favoreceu uma menor RP, pelo fato do solo
53
estar revolvido nesta camada. Porém verificou-se para o PC, um aumento na RP nas
camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, possivelmente devido ao “pé-de-grade” causado pelo
trabalho do implemento de preparo do solo na mesma profundidade e umidade
inadequada (ALVES & SUZUKI, 2004).
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
PD12
PD5
PD5I
PC
MN
Figura 9. Resistência do solo à penetração do LVwf em função dos sistemas de manejo. As barras indicam os valores de erro padrão da média e a sobreposição destas denota a ausência de diferenças entre as médias dos tratamentos.
Nas áreas MN, PD5 e PD5I do LVwf, os valores de RP não apresentaram
grandes variações no perfil do solo. O PD12 apresentou valores de RP acima do
preconizado por BENGOUGH e MULLINS (1990) como crítico para o desenvolvimento
das cultuas, de 2 MPa, desde sua camada superficial. Não foi possível observar o efeito
benéfico da utilização da integração lavoura-pecuária na RP. ALBUQUERQUE et al.
RP (MPa)
Pro
fund
idad
e (m
)
54
(2001) citam que sistemas de rotação de culturas sob SPD envolvendo espécies como
a braquiária e com diferentes quantidades de fitomassa, podem alterar as propriedades
físicas do solo, no entanto, CASTRO et al. (2005) relatam que 3 anos de utilização de
pastagem no sistema integração lavoura-pecuária não foram suficientes para reduzir a
RP na camada sub-superficial de um solo cultivado sob plantio convencional durante 20
anos. Pode-se então inferir então há diferença ou influência do sistema, porém o tempo
de adoção ainda não foi suficiente para uma intervenção.
0
10
20
30
40
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
PD15
PD8
PD8S
PC
MN
Figura 10. Resistência do solo à penetração do LVef em função dos sistemas. As barras indicam os valores de erro padrão da média e a sobreposição destas denota a ausência de diferenças entre as médias dos tratamentos.
Na camada 0-0,10 m do LVef, todos os sistemas apresentaram valores de RP
abaixo de 2 MPa, preconizado por BENGOUGH e MULLINS (1990) como crítico para o
desenvolvimento das cultuas. No entanto, PD15, PD8 e PD8S poderiam apresentar
Pro
fund
idad
e (m
)
RP (MPa)
55
restrições ao desenvolvimento radicular na camada 0,10-0,30 m. ARSHAD (1996) relata
que apesar dos valores mais elevados de RP em áreas de SPD serem freqüentes,
estes não chegam a comprometer o sistema, devido à continuidade de poros e maior
atividade microbiana, ponderando-se valores superiores em SPD. A área com 8 anos
de SPD e rotação de culturas proporcionou menores valores de RP nas camadas 0-
0,10 e 0,10-0,20 m em comparação com a área com mesmo tempo de adoção, porém
com sucessão de culturas (soja/milho safrinha). Resultados semelhantes foram
observados por TEIXEIRA et al. (2003) em um Argissolo Amarelo Distrófico, que
atribuíram tal fato à contribuição dos resíduos vegetais das plantas utilizadas como
cobertura.
4.7. Curvas de retenção de água e índice S
Analisando as curvas de retenção de água do LVwf e do LVef, observou-se que
os tratamentos afetaram a retenção de água em todas as camadas e em todas as
tensões aplicadas, com destaque para as menores tensões (Figuras 11, 12, 13, 14, 15
e 16).
A água retida a tensões acima de 0,01 Mpa, é de grande interesse para o estudo
de sua disponibilidade para as plantas. Segundo SANCHEZ (1981), de maneira geral, a
disponibilidade de água para as plantas se encontra entre 0,01 e 0,1 Mpa, sendo a
compactação um fator elevador da quantidade de água nessa faixa. Entretanto, há casos
em que isso não corre. Em estudos com evolução de atributos físico-hídricos de um
Latossolo Vermelho argiloso, após sete cultivos sucessivos de arroz e feijão sob
irrigação por pivô central, STONE et al. (1994) observaram que a água disponível na
camada superficial, 0-0,20 m, diminuiu de 10,6 para 8,0 mm, enquanto na camada de
0,20-0,40 m, o decréscimo foi de 9,0 para 7,2 mm. A interpretação dessa disponibilidade
de água, contudo, não é simples, uma vez que a deficiência de aeração e a resistência
do solo à penetração podem dificultá-la.
A retenção de água do solo nas áreas de mata foi maior em todas as camadas.
Os maiores valores de MO e menores de Ds encontrados na área sem interferência
56
humana (Tabelas 11 e 12 e Figuras 4 e 5) possivelmente asseguram essa característica
(BEUTLER et al., 2002). Nas tensões mais baixas, a ação indireta da MO se sobressai,
devido à retenção nessas tensões dependerem principalmente do efeito de capilaridade
e distribuição do tamanho dos poros, ou seja, da estrutura do solo. Nas tensões mais
elevadas, a água é retida, sobretudo, por fenômenos de adsorção do solo, influenciada
pela textura e superfície específica do solo (MAIA et al., 2005).
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
PD12
PD5
PD5I
PC
MN
Figura 11. Curvas de retenção de água no LVwf, na camada 0-0,10 m, em função dos tratamentos.
Umidade (kg kg-1)
Ten
são
(MP
a)
57
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
PD12
PD5
PD5I
PC
MN
Figura 12. Curvas de retenção de água no LVwf, na camada 0,10-0,20 m, em função dos tratamentos.
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
PD12
PD5
PD5I
PC
MN
Figura 13. Curvas de retenção de água no LVwf, na camada 0,20-0,30 m, em função dos tratamentos.
Umidade (kg kg-1)
Ten
são
(MP
a)
Umidade (kg kg-1)
Ten
são
(MP
a)
58
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
PD15
PD8
PD8S
PC
MN
Figura 14. Curvas de retenção de água no solo na camada 0-0,10 m em função dos
tratamentos no LVef.
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
PD15
PD8
PD8S
PC
MN
Figura 15. Curvas de retenção de água no solo na camada 0,10-0,20 m em função dos
tratamentos no LVef.
Umidade (kg kg-1)
Ten
são
(MP
a)
Umidade (kg kg-1)
Ten
são
(MP
a)
59
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
PD15
PD8
PD8S
PC
MN
Figura 16. Curvas de retenção de água no solo na camada 0,20-0,30 m em função dos
tratamentos no LVef.
No LVwf, o sistema plantio direto mostrou-se com menor valor de Índice S em
relação ao plantio convencional na camada 0-0,10 m e maior na camada 0,20-0,30m
(contraste C2) (Figura 17). Esta resposta mostra uma pior qualidade do solo na camada
superficial nas áreas com sistema plantio direto, devido principalmente aos maiores
valores de densidade do solo nesta camada (Tabela 11). A área com sistema plantio
direto de 5 anos apresentou maior valor de S do que a áreas com 12 anos irrigada
(contraste 3) somente na camada 0,20-0,30 m. A integração lavoura–pecuária
promoveu incremento no valor de S na camada mais profunda (contraste 4).
Umidade (kg kg-1)
Ten
são
(MP
a)
60
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
PD12 PD5 PD5I PC MN
Figura 17. Valores de Índice S e estimativa dos contrastes estabelecidos para os cinco
tratamentos e três camadas no LVwf. Camada de 0-0,10m ( ); 0,10-0,20m ( ); 0,20-0,30m ( ); PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD5: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PDI: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: preparo convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD12 + PD5 + PDI + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD12+PD5+PDI) vs. -(PC)]; C3: [(PD12) vs. -(PD5)]; C4: [(PD5) vs. -(PDI)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
Considerando em conjunto as três camadas amostradas, o índice S
correlacionou-se significativamente com todos os atributos físicos do LVwf avaliados e a
MO (Figuras 18,19, 20 e 21) e as funções de regressão ajustaram-se ao modelo linear.
Com o aumento da macroporosidade e MO houve correlação positiva em relação ao
índice S, enquanto com o aumento da microporosidade e da densidade do solo,
correlações negativas foram observadas, concordando com STONE et al. (2005).
Também foi observado por DEXTER (2004a) correlação negativa do índice S em
função da densidade do solo e positiva em função da MO. Segundo o autor o
decréscimo da MO e aumento da Ds estão associados com a degradação física do
solo. Verificou-se que o maior coeficiente de determinação foi encontrado para a
macroporosidade, corroborando com STONE et al. (2005).
Índi
ce S
Tratamentos
a a
a
a a a
a
b
a
a
a
b
a
Estimativa dos contrastes 0-0,10m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m C1 -0,075* -0,094* -0,078** C2 -0,026** 0,012ns 0,010** C3 0ns -0,002ns -0,010** C4 -0,015ns -0,020ns -0,009**
a
a
61
ŷ = -0,0467 + 2,3571x
R2 = 0,8821, p < 0,01
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
0,030 0,080 0,130 0,180
Figura 18. Regressão da macroporosidade do LVwf em função do índice S. (n = 60)
ŷ = 0,5712 - 1,642xR2 = 0,7034, p < 0,01
0,250
0,300
0,350
0,400
0,450
0,500
0,550
0,030 0,080 0,130 0,180
Figura 19. Regressão da microporosiade do LVwf em função do índice S. (n = 60)
Índice S
Índice S
Mac
ropo
rosi
dade
(m
3 m-3
) M
icro
poro
sida
de (
m3 m
-3)
62
ŷ = 1,4688 - 4,9684x
R2 = 0,8291, p < 0,01
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
0,030 0,080 0,130 0,180
Figura 20. Regressão da Ds do LVwf em função do índice S. (n = 60)
ŷ = 19,892 + 82,854x
R2 = 0,2039, p < 0,01
10
15
20
25
30
35
40
45
0,030 0,080 0,130 0,180
Figura 21. Regressão da matéria orgânica do LVwf em função do índice S. (n = 60)
Índice S
Índice S
Den
sida
de d
o so
lo (
Mg
m-3
) M
atér
ia o
rgân
ica
(g d
m-3
)
63
Considerando o limite estabelecido por DEXTER (2004a), S = 0,035, para solos
com boa qualidade estrutural, os valores limites para os atributos físicos do LVwf
seriam: Macro = 0,026 m3 m-3, Micro = 0,513 m3 m-3, Ds = 1,29 Mg m-3 e MO = 17,83 g
dm-3.
No LVef os valores de Índice S encontrados na camada superficial das áreas
cultivadas ficaram acima do preconizado por DEXTER (2004a), no entanto, nas
camadas subsuperficiais, ficaram muito próximas ou abaixo da preconizada pelo autor
como ideais ao desenvolvimento das culturas (0,035) (Figura 22).
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
PD15 PD8 PD8S PC MN
Figura 22. Valores de Índice S e estimativa dos contrastes estabelecidos para os cinco tratamentos e três camadas no LVef. Camada de 0-0,10m ( ); 0,10-0,20m ( ); 0,20-0,30m ( ); PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: preparo convencional há mais de 20 anos; MN: mata nativa; C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. -(PC)]; C3: [(PD15) vs. -(PD8)]; C4: [(PD8) vs -(PD8S)]; ns: não significativo; **: significativo a 1% de probabilidade.
A mata natural apresentou maior valor de S em relação às áreas cultivadas. O
sistema plantio direto apresentou menor valor de S em relação ao preparo convencional
Estimativa dos contrastes 0-0,10m 0,10-0,20m 0,20-0,30m
C1 -0,135** -0,161** -0,160** C2 -0,017** -0,011ns 0,003ns
C3 0,001ns 0,004ns 0,010ns
C4 0,004ns 0,009ns 0,005ns
a a
a
a a a a
a
b a
ab a
a
a
a
Índi
ce S
Tratamentos
64
na camada superficial, refletindo as condições de maior densidade do solo, menor
macroporosidade e maior microporosidade encontradas no sistema plantio direto nesta
camada. Os contrastes que verificavam os efeitos da idade de adoção do sistema e da
utilização de rotação de culturas não foram significativos.
Considerando em conjunto as três camadas amostradas, o índice S
correlacionou-se significativamente com todos os atributos físicos do LVef avaliados,
mas não com a MO (Figura 23, 24, 25 e 26) e as funções de regressão entre os
atributos físicos em função de S ajustaram-se ao modelo linear. Com o aumento da
macroporosidade houve correlação positiva em relação ao índice S, enquanto com o
aumento da microporosidade e da densidade do solo, correlações negativas foram
observadas, concordando com STONE et al. (2005).
ŷ = 0,0518 + 1,3033x R2 = 0,7879, p < 0,01
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
Figura 23. Regressão da macroporosidade do LVef em função do índice S. (n = 60)
Índice S
Mac
ropo
rosi
dade
(m
3 m-3
)
65
ŷ = 0,423 - 0,3894x R2 = 0,4209, p < 0,01
0,250
0,300
0,350
0,400
0,450
0,500
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
Figura 24. Regressão da microporosiade do LVef em função do índice S. (n = 60)
ŷ = 1,4169 - 3,2274x
R2 = 0,8371, p < 0,01
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
Figura 25. Regressão da Ds do LVef em função do índice S. (n = 60)
Índice S
Den
sida
de d
o so
lo (
Mg
m-3
)
Índice S
Mic
ropo
rosi
dade
(m
3 m-3
)
66
ŷ = 24,917 - 2,4825x R2 = 0,0007, ns
10
15
20
25
30
35
40
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
Figura 26. Regressão da matéria orgânica do LVef em função do índice S. (n = 60)
Também foi observada por DEXTER (2004a) correlação negativa do índice S em
função da densidade do solo. Era de se esperar resposta positiva em função da MO,
mas isto não ocorreu. Segundo o autor o decréscimo da MO e aumento da Ds estão
associados com a degradação física do solo. Verificou-se que o maior coeficiente de
determinação foi encontrado para a densidade do solo.
Considerando o valor estabelecido por DEXTER (2004a), S = 0,035, para solos
com boa qualidade estrutural, os valores limites para os atributos físicos do LVef de
Pedrinhas Paulista seriam: Macroporosidade = 0,097 m3 m-3, Microporosidade = 0,409
m3 m-3 e Ds = 1,30 Mg m-3. Este valor de Macroporosidade ficou bem próximo aos 0,10
m3 m-3 considerado limite inferior para condições de ideais de aeração para o
desenvolvimento das plantas (XU et al., 1992) e a Ds próxima dos 85% da máxima
compactação suportada pelo solo, relação considerada ideal ao desenvolvimento da
soja (BEUTLER et al., 2005).
Índice S
Mat
éria
org
ânic
a (g
dm
-3)
67
4.8. Análise química do solo
O cultivo do solo (Contraste C1) alterou significativamente a maioria dos
parâmetros químico avaliados (Tabela 15). Em todas as camadas, a elevação nos
valores de P, pH, K, Ca, SB e V%, e diminuição da acidez potencial e da CTC,
constatados na área cultivada, possivelmente estejam relacionadas com o processo
contínuo de correção do solo e adubação das culturas (ARAÚJO, et al., 2000).
O sistema plantio direto em relação ao preparo convencional (Contraste C2)
promoveu redução no teor de P em todas as camadas avaliadas, porém manteve, nas
camadas 0-0,10 e 0,10-0,20 m, níveis considerados alto e médio, respectivamente, para
culturas anuais (RAIJ et al., 1997). Era de se esperar que teores mais elevados de P
fossem encontrados no sistema plantio direto, principalmente nas camadas superficiais,
já que a pequena mobilização do solo, mantém o adubo residual na profundidade de
aplicação os restos culturais na superfície e no preparo convencional, há a incorporação
desse material, o que facilita a adsorção específica do P, pelo maior contato com
sesquióxidos de Fe e Al do solo (DE MARIA e CASTRO, 1993). No entanto, o sistema
plantio direto também não foi eficiente em aumentar os teores de MO do solo em
relação ao preparo convencional, que possivelmente provocaria uma redução na
adsorção do P, pois os grupos funcionais carboxílicos e fenólicos da MO bloqueiam dos
sítios de carga positiva dos óxidos de Fe e Al (HUE, 1991).
O teor de Ca em todas as camadas foi menor no sistema plantio direto em
relação ao preparo convencional, no entanto, esses valores não influenciaram o pH do
solo. Em ambos os casos os valores de pH encontrados ficaram acima de 5,5,
considerado ideal ao desenvolvimento da maioria das plantas. CIOTTA et al. (2002), em
um Latossolo Bruno de Guarapuava-PR, constataram valores mais baixos de pH em
SPD nas camadas mais superficiais do solo e atribuíram não só à acidificação
provocada pela decomposição de material orgânico na superfície, como também ao
efeito acidificante decorrente da utilização de fertilizantes nitrogenados solúveis de
fontes amoniacais. No entanto, SILVA e SILVEIRA (2002) verificaram que não houve
acidificação em área sob plantio direto em um Latossolo Vermelho Distroférrico de
Santo Antônio de Goiás-GO.
68
Tabela 15. Resultado da análise química do LVwf em função dos sistemas avaliados Tratamento P-resina pH K Ca Mg H+Al SB CTC V mg dm-3 ---------------- mmolc dm-3 ---------------- %
Camada 0-0,10 m PD12 47 a 5,6 a 4,7 a 38 a 15 a 15 a 58 a 73 a 80a PD5 64 a 6,2 a 3,5 a 52 a 20 a 17 a 75 a 91 a 81 a PD5I 66 a 6,0 a 2,4 a 50 a 14 a 21 a 66 a 87 a 76 a PC 79 a 5,7 a 4,9 a 60 a 15 a 26 a 79 a 105 a 76 a MN 15 a 4,4 a 2,0 a 23 a 13 a 75 a 38 a 113 a 33 a Contrastes P>F C1 49** 1,5** 1,9** 27** 3ns -55** 31** -24** 45** C2 -20** 0,2ns -1,4** -13** 1ns -8** -13ns -21** 3ns C3 -17** -0,6** 1,3** -14* -5ns -2ns -17ns -19* -1ns C4 -2ns 0,2ns 1,1** 2ns 6ns -4ns 9ns 4ns 5ns
Camada 0,10-0,20 m PD12 23 b 5,0 b 1,6 b 22 b 8 b 22 a 32 b 54 b 59 b PD5 47 b 6,4 a 1,3 b 48 a 19 a 14 a 69 a 83 ab 82 a PD5I 37 b 5,4 b 1,2 b 29 b 8 b 28 a 39 b 66 b 58 b PC 56 b 5,7 a 4,3 b 54 a 12 ab 26 a 71 a 97 a 73 a MN 13 a 4,2 a 1,5 ab 14 b 8 b 69 a 23 b 92 b 24 b Contrastes P>F C1 28** 1,4** 0,6** 24** 4ns -47** 30** -17** 44** C2 -20** -0,1ns -2,9** -21** 0ns -5* -24** -29** -7* C3 -24** -1,4** 0,3ns -26** -10** 8** -37** -29** -23** C4 10* 1,0** 0,1ns 19** 11** -14** 30** 17* 24**
Camada 0,20-0,30 m PD12 11 c 5,0 b 1,0 b 14 b 6 b 21 a 21 b 42 b 50 c PD5 16 c 6,4 a 1,5 b 36 b 18 a 16 a 55 b 70 b 75 a PD5I 19 c 5,6 b 1,4 b 26 b 8 b 26 a 35 b 61 b 57 b PC 22 c 5,8 a 3,7 b 44 b 10 b 22 a 58 b 80 b 72 a MN 10 a 4,3 a 1,1 b 11 b 7 b 59 b 19 b 78 c 23 b Contrastes P>F C1 7** 1,4** 0,8** 19** 4ns -38** 23** -15* 41** C2 -7** -0,1ns -2,4** -19** 1ns -1ns -21** -22** -11** C3 -5* -1,4** -0,5ns -21** -12** 5* -34** -28** -25** C4 -3ns 0,8** 0,1ns 10* 10** -10** 20* 9ns 19** CV (%) 17,4 2,1 12,5 11,6 16,7 14,3 11,8 8,1 6,3 (1) Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD12: plantio direto a 12 anos, irrigado; PD5: plantio direto a 5 anos, sequeiro; PDI: plantio direto a 5 anos, com integração com pecuária a 2 anos; PC: plantio convencional a mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD12 + PD5 + PD5I + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD12+PD5+PD5I) vs. -(PC)]; C3: [(PD12) vs. -(PD5)]; C4: [(PD5) vs. -(PD5I)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
O acúmulo de K, normalmente encontrado em áreas de plantio direto
(CENTURION et al., 1985; CASTRO et al., 1987) não foi observado neste trabalho,
apresentando a área de preparo convencional os maiores valores, em todas as
69
camadas. Tal acúmulo provavelmente depende do tipo de solo (textura, mineral de
argila), do regime de drenagem e da quantidade de adubo adicionada. Os menores
teores de K e Ca nas áreas com sistema plantio direto ainda concorreram para a
diminuição da SB, nas camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m e a CTC em todas as
camadas. O efeito do sistema plantio direto (Contraste C2) ainda permitiu inferir que a
saturação por bases (V%), por ser intimamente ligada à SB, seguiu as mesmas
tendências desta, com menores valores em relação ao preparo convencional.
O tempo de adoção do sistema plantio direto/irrigação (Contraste C3), promoveu
redução no teor de P em todas as camadas avaliadas. Possivelmente, como não houve
calagem no período que diferencia os tratamentos, foram encontrados menores teores
de Ca e Mg, que ajudaram a abaixar o valor do pH, diminuindo assim a disponibilidade
de P. Estes menores teores de Ca e Mg também influenciaram nos menores teores de
SB, nas camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m e diminuição da CTC do solo em todas as
camadas.
Maior teor de K na camada 0-0,10 m foi verificado em função do tempo de
adoção do sistema plantio direto/irrigação, e tal resposta é atribuída à deposição dos
fertilizantes à base de K nos sistemas conservacionistas ser feita na superfície ou na
linha de semeadura, além da manutenção dos resíduos vegetais na superfície, o que
faz com que esse elemento se acumule nas camadas mais superficiais do solo
(SANTOS e TOMM, 2003).
Na camada 0-0,10 m, onde os maiores efeitos da utilização do SPD são
encontrados, a área com integração lavoura-pecuária só diferiu quanto o teor de K,
apresentando menor valor (2,4 – 3,5 mmolc dm-3). Os resultados ainda revelam
diminuição nos teores de Ca e Mg em profundidade, consequentemente, menores
valores de pH, SB, CTC e V%.
Entre os contrastes estudados, houve efeito positivo do tempo de adoção do
sistema plantio direto/irrigação e negativo da utilização da integração lavoura-pecuária,
no incremento do teor de Mg, nas camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. No entanto, os
teores encontrados são considerados altos (> 8 mmolc dm-3) (RAIJ et al. 1997).
Na avaliação entre camadas dentro de cada tratamento, o teor de P na área de
mata natural apresentou homogeneidade no perfil do solo. Em contrapartida, nos
70
tratamentos com área cultivada (SPD e PC), houve decréscimo no teor P em
profundidade, influenciado principalmente pela deposição de adubo nas camadas
superiores e à baixa mobilidade do nutriente no solo (LANTMANN, 2000).
Os tratamentos PD5, PC e MN apresentaram valores de pH homogêneos no
perfil do solo. Os tratamentos PD12 e PD5I proporcionaram acidificação na camada 0-
0,10 m, decorrentes dos menores teores de Ca e Mg.
As diferenças nos valores de SB entre as camadas, ocorreram respeitando as
diferenças entre os teores de Ca e Mg, componentes da SB.
Entre as camadas avaliadas, nas áreas cultivadas, o teor de K foi maior na
camada superior do solo. MERTEN e MIELNICZUK (1991) citam que as altas
quantidades absorvidas e posteriormente restituídas ao solo a partir da decomposição
da parte aérea, tendem a acumular o K na superfície do solo. A área de MN apresentou
teores de K diferindo somente entre a camada superficial e a mais profunda.
Os tratamentos PD12, PD5I e MN apresentaram os maiores teores de Ca e Mg e
CTC na camada superficial do solo. Os tratamentos PD5 e PC proporcionaram maiores
teores de Ca e Mg somente na camada mais profunda os menores valores. O
tratamento PD5 mostrou diferença na CTC entre a camada superior e a mais profunda.
O PC apresentou menor CTC na camada mais profunda avaliada (0,20-0,30).
Os tratamentos PD5 e PC apresentaram distribuição homogenia do V% no perfil
do solo. PD5I e MN apresentaram maior valor de V% na camada superficial e PD12,
mostrou um decréscimo de V% em profundidade.
Em Pedrinhas Paulista, o cultivo do solo (Contraste C1) mostrou um incremento
no teor de P e Ca em todas as camadas avaliadas, que possivelmente estejam
relacionados com o contínuo processo de correção do solo e adubação das culturas,
concordando com ARAÚJO et al. (2003). O aumento no teor de Ca, juntamente com a
diminuição da acidez potencial contribuíram para a elevação do valor do pH, SB e V%
nas camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Mesmo com as constantes adubações nas áreas
cultivas, não houve diferença quanto ao teor de K em relação à área de mata. De
acordo com FIDALSKI et al. (1997) a ausência de cobertura vegetal e os baixos teores
de carbono estão associados aos menores teores de K, devido a redução no teor de
carbono e CTC do solo, tornando-o mais sujeito as perdas por lixiviação.
71
No LVef, todos os contrastes, nas três camadas avaliadas, apresentaram
diferença significativa para o teor de P do solo (Tabela 16). Nas camadas 0-0,10, 0,10-
0,20 e 0,20-0,30 m, os valores foram considerados alto, médio e baixo,
respectivamente, com exceção feita à área de PD8, que apresentou valores
considerados muito altos, em todas as camadas (RAIJ et al., 1997).
Os teores de P e K encontrados para o SPD foram maiores do que aqueles para
o PC. Resultados semelhantes foram obtidos por DE MARIA (1999) e SANTOS e
TOMM (2003). No SPD, o adubo é aplicado na superfície do solo ou na linha de
semeadura, além disso, os restos culturais são deixados na superfície, o que faz com
que esses elementos se acumulem na superfície (CASTRO, 1995). No sistema
convencional de preparo, a incorporação do adubo e restos vegetais no solo facilita a
adsorção do fósforo, pelo maior contato com sesquióxidos de Fe e Al do solo (DE
MARIA e CASTRO, 1993). Com relação aos teores de Ca e Mg na camada superficial,
não houve diferença entre SPD e PC, concordando com os dados de KLEPKER e
ANGHINONI (1995), no entanto, o SPD apresentou maior acidez potencial e CTC,
menor valor de pH e V%. Este resultado pode ser atribuído não só à decomposição de
material orgânico deixado na superfície do solo nesse sistema, com provável liberação
de ácidos orgânicos, mas também à adição de fertilizantes nitrogenados que promovem
uma frente de acidificação, com abaixamento do pH, porém sem alterar a saturação por
bases nem aumentar a toxidez por alumínio (SALET, 1994).
O tempo de adoção do SPD promoveu diminuição nos teores de P, K e Mg em
todas as camadas, que influenciaram nos menores valores de SB e CTC. Na camada 0-
0,10 m, apesar do tempo de adoção do sistema ter promovido decréscimo nos valores
de Ca e Mg, não foi suficiente para promover acidificação, confirmado pelos valores de
pH e H+Al.
Dentro de cada tratamento, o PD15 e MN não apresentaram diferença
significativa para o teor de P entre as camadas avaliadas. O sistema plantio direto com
sucessão de culturas (PD8S) apresentou maior teor de P na camada superficial. O
tratamento PD8 apresentou maiores teores de P nas camadas superficial e
intermediária. No PC, houve diferença entre os teores de P encontrados na superfície
com os teores em profundidade (0,20-0,30m).
72
Tabela 16. Resultado da análise química do LVef em função dos sistemas avaliados
Tratamento P-resina pH K Ca Mg H+Al SB CTC V mg dm-3 ----------------- mmolc dm-3 ------------ %
Camada 0-0,10 m PD15 40 a 4,8 a 4,1 a 33 a 11 a 48 a 47 a 96 a 50 a PD8 159 a 4,8 a 7,5 a 43 a 16 a 56 a 66 a 122 a 55 a PD8S 75 a 5,1ab 4,8 a 38 a 16 a 40 a 58 a 98 a 60 a PC 52 a 5,2 a 3,8 a 38 a 16 a 35 a 57 a 92 a 62 a MN 11 a 4,6 a 5,3 a 17 a 13 a 47 a 35 a 82 a 42 a Contrastes P>F C1 71** 0,4** -0,3ns 21** 2ns -2ns 22** 20** 15** C2 39** -0,3** 1,7** 0ns -2ns 13** 0ns 13** -7* C3 -119** 0ns -3,4** -10** -5** -8ns -19** -26** -5ns C4 84** -0,3* 2,7** 5ns 0ns 16** 8ns 24** -5ns
Camada 0,10-0,20 m PD15 24 a 4,9 ab 3,3 ab 30 a 9 a 41 a 43 a 84 ab 51 a PD8 142 a 4,8 a 6,4 b 36 b 14 b 56 a 56 b 111 ab 50 a PD8S 36 b 5,0 b 3,7 b 33 ab 11 b 41 a 48 b 89 a 54 a PC 31 ab 5,2 a 2,8 b 36 ab 14 a 32 a 52 a 84 ab 62 a MN 10 a 4,4 b 4,1 b 15 a 11 ab 67 a 30 a 97 a 31 b Contrastes P>F C1 48** 0,6** -0,1ns 19** 1ns -18** 20** -5ns 23** C2 29** -0,3** 1,7** -3ns -3** 14** -3ns 11** -10** C3 -118** 0,1* -3,1** -6ns -5** -15** -13** -27** 1ns C4 106** -0,2* 2,7** 3ns 3* 15** 8ns 22** -4ns
Camada 0,20-0,30 m PD15 16 a 5,1 a 2,9 b 29 a 9 a 34 a 41 a 75 b 55 a PD8 94 b 4,8 a 6,0 b 34 b 13 b 48 a 52 b 100 b 52 a PD8S 13 b 5,2 a 2,5 b 29 b 8 c 30 a 39 c 69 b 57 a PC 11 b 5,3 a 2,1 b 30 b 11 b 28 a 43 b 70 b 61 a MN 12 a 4,3 b 3,7 b 13 a 9 b 67 a 26 a 93 a 29 b Contrastes P>F C1 22* 0,8** -0,3ns 18** 1ns -32** 18** -15** 27** C2 30** -0,3* 1,7** 1ns -1ns -9* 1ns 11* -6ns C3 -78** 0,3* -3,1** -5ns -4** -14** -11* -25** 3ns C4 81** -0,4** 3,5** 5ns 5** 18** 13* 31** -5ns CV (%) 26,7 2,1 11,2 10,2 9,7 15,8 9,0 9,4 7,2 (1) Utilizou-se o teste de Tukey (p < 0,05) para comparar as camadas dentro de cada tratamento; (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional a mais de 20 anos; MN: mata nativa; (3) C1: [(PD15 + PD8 + PD8S + PC) vs. -(MN)]; C2: [(PD15+PD8+PD8S) vs. -(PC)]; C3: [(PD15) vs. -(PD8)]; C4: [(PD8) vs -(PD8S)]. (4) ns: não significativo; *: significativo a 5% e **: significativo a 1% de probabilidade.
A área com rotação de culturas apresentou maiores valores de P e K, em relação
à área sem rotação de culturas (Contraste C4), em todas as camadas avaliadas. De
modo geral os valores são considerados médios e altos (RAIJ et al., 1997). A rotação
73
de culturas também promoveu acidificação do solo em todas as camadas avaliadas,
apresar dos teores de Ca não apresentarem diferença e os de Mg serem maiores nas
camadas 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Esse incremento no teor de Mg contribuiu para um
acréscimo no valor de SB na camada 0,20-0,30 m.
Dentro de cada tratamento, os maiores teores de K foram obtidos na camada
superficial do solo. Tal fato pode ser considerado como conseqüência das altas
quantidades absorvidas e depois restituídas na superfície do solo em função da
decomposição dos restos vegetais (MERTEN e MIELNICZUK, 1991). Exceção feita ao
PD15, que teve diferença somente entre os teores da camada superficial com os da
camada mais profunda.
O tratamento PD15 apresentou homogeneidade nos teores de Ca e Mg ao longo
do perfil do solo, que refletiram nos valores de SB e V%. O PD8 apresentou maior teor
de Ca e Mg na camada superficial. Os tratamentos PD8S e PC apresentaram teores de
Ca que diferiram entre a camada superficial e a mais profunda (0,20-0,30m). O PD8S
ainda apresentou decréscimo gradual no teor de Mg ao longo do perfil. A MN não
apresentou diferença no teor de Ca, SB e CTC no perfil e apresentou teores de Mg que
diferenciaram entre as camadas 0-0,10 e 0,20-0,30 m.
Entre as camadas avaliadas, em nenhum tratamento houve diferença para a
acidez potencial.
A área de mata natural apresentou maior valor de V% ma camada superficial do
solo. Os demais tratamentos não apresentaram diferença no valor de V% entre as
camadas avaliadas. De modo geral, nas áreas cultivadas, os valores de V% ficaram
próximos de 60, utilizado como recomendação de calagem para a cultura da soja (RAIJ,
et al., 1997).
4.9. Produção da cultura da soja
Por se tratar de avaliações em áreas comerciais, onde foram semeados materiais
com composição genética diferente, com épocas de semeaduras em datas distintas, a
74
comparação entre estes materiais fica prejudicada. Portanto, os dados são
apresentados nos apêndices 1, 2, 3, 4, 5 e 6, porém nenhum comentário foi tecido.
4.10. Análise Multivariada
Para a camada de solo de 0-0,10 m, o dendrograma obtido pela análise de
agrupamentos é apresentado na Figura 27.
As delimitações com base na análise visual do dendrograma foram feitas de
acordo com os pontos de alta mudança de nível, ou seja, cada vez que se obtém uma
variação expressiva nos valores de distância euclidiana entre os acessos, para o
conjunto de variáveis consideradas, o que possibilita a divisão de grupos.
LVw
f M
N
LVef
MN
LVw
f P
C
LVef
PC
LVw
f P
D5
LVw
f P
D12
LVw
f P
D5I
LVef
PD
8S
LVef
PD
8
LVef
PD
15
0
2
4
6
8
10
12
Dis
tân
cia
eu
clid
ian
a
Figura 27. Dendrograma resultante da análise de agrupamentos hierárquica mostrando a formação de grupos segundo os agregados > 2mm, diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado, índice S, porosidade total, macroporosidade, resistência do solo à penetração, condutividade hidráulica saturada, matéria orgânica e alumínio, para a os Latossolos (LVwf e LVef), na camada 0-0,10 m.
Grupo 1 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 2
75
Considerando o valor de 3,3 de distância euclidiana para altura de corte do
dendrograma, foi possível dividir os acessos (áreas/sistemas) em quatro grupos (grupos
1, 2, 3 e 4), levando-se em conta a contribuição conjunta das variáveis. Esta divisão
mostrou que o grupo 1 é composto pelas áreas de mata natural, nos dois tipos de solo,
o grupo 2, apesar de isolado, é representado pela área com preparo convencional no
LVwf, o grupo 3 é formado somente pela área com preparo convencional no LVef e no
grupo 4 ficaram concentradas as áreas onde emprega-se o sistema plantio direto, em
todas as variações estudadas (solos, tempo de adoção, sucessão de culturas, irrigado,
integração lavoura-pecuária).
O método de agrupamento k-means utilizado para confirmação da ordenação
obtida na análise de agrupamentos hierárquica foi utilizado então considerando os
quatro grupos descritos.
Tabela 17. Análise de variância para cada variável dos grupos formados pela análise de agrupamentos não hierárquica k-means, para os Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos, considerando-se a camada de 0-0,10 m.
Variáveis1
Soma de
quadrados
entre
grupos
Graus de
liberdade
Soma de
quadrados
dentro dos
grupos
Graus de
liberdade Fc Pr
Agreg 8,606713 3 0,393287 6 43,76814 0,000180
DMG 8,252510 3 0,747490 6 22,08059 0,001214
DMP 8,498631 3 0,501370 6 33,90167 0,000370
Índice S 7,894508 3 1,105492 6 14,28235 0,003862
Poros 6,332884 3 2,667116 6 4,74886 0,050174
Macro 8,348427 3 0,651573 6 25,62545 0,000807
RP 5,453143 3 3,546857 6 3,07492 0,112216
Kfs 7,610297 3 1,389703 6 10,95240 0,007572
MO 8,292081 3 0,707919 6 23,42663 0,001033
Al 5,641043 3 3,358957 6 3,35881 0,096382
1 Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Macro = macroporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Al = alumínio.
76
Os grupos formados apresentaram os mesmos acessos, Grupo 1 (LVef MN,
LVwf MN), Grupo 2 (LVwf PC), Grupo 3 (LVef PC) e Grupo 4 (PD5, PD5I, PD8, PD8I,
PD12 PD15). Os resultados confirmaram a ordenação, e conforme análise de variância
(Tabela 17), somente a RP e o Al não foram significativos nessa ordenação (p > 0,05),
entretanto, foram mantidas na análise por apresentarem no máximo p < 0,12. As
variáveis micro, P, pH, K, Ca, Mg, H+Al, SB, CTC e V% foram retiradas das análises
por não apresentarem diferença entre os grupos.
A Figura 28 mostra as médias padronizadas das propriedades físicas e químicas
dos solos para cada grupo segundo análise de agrupamentos pelo método k-means.
Observa-se que o grupo 1, que contém os acessos de mata natural, apresentou
características já esperadas para a condição de solo sem ação antrópica, como maiores
valores de agregados > 2 mm, DMG, DMP, Índice S, porosidade total, macroporosidade
e infiltração de água e menor valor de RP. De modo geral, o solo mantido em estado
natural, sob vegetação nativa, apresenta características físicas adequadas ao
desenvolvimento normal das plantas (ANDREOLA et al., 2000). À medida que o solo vai
sendo submetido ao uso agrícola, as propriedades físicas sofrem alterações,
geralmente desfavoráveis ao desenvolvimento vegetal (SPERA et al., 2004).
Uma exceção encontrada para o grupo 1 (Matas) foi a MO, que ficou abaixo do
valor encontrado para o grupo 2, composto pela área de preparo convencional no LVwf
(LVwf PC). Era de se esperar menores valores de MO na área com preparo
convencional do solo, principalmente em função da aceleração da decomposição
causada pela incorporação dos restos culturais por ocasião do preparo do solo com
arações e gradagens (ALBUQUERQUE et al., 2005). No entanto, o preparo do solo que
antecedeu a coleta no LVwf foi efetuada apenas com uma gradagem leve e superficial,
com posterior semeadura. Possivelmente, a pequena mobilização do solo e os resíduos
da cultura anterior influenciaram na avaliação da MO. No entanto, essa MO não
contribuiu para aumentar a estabilidade dos agregados. Além dos menores índices de
agregação do solo, o LVwf PC (grupo 2) apresentou menores valores de
macroporosidade e condutividade hidráulica saturada quando comparado com o LVef
PC (grupo 3) e maiores valores de resistência do solo à penetração e alumínio, quando
comparado as demais grupos. Já o grupo 4 ficou representado pelas áreas de plantio
77
direto, em ambos os solos. Observa-se que os índices de agregação ficaram próximos
ao do grupo 1 (Matas) e bem superiores com relação aos grupos 2 e 3 (preparos
convencionais). Entretanto, índice S, porosidade total, macroporosidade, Kfs e Al
ficaram próximos ou menores dos valores encontrados para os grupos 2 e 3,
confirmando o resultado das avaliações individuais de cada solo deste trabalho. Esses
resultados se devem à menor mobilização do solo no SPD, associado a um aumento no
tráfego de máquinas, implicando a coalescência dos agregados, e portanto, uma matriz
mais densa (TORMENA et al., 2004).
>2,00mm DMG DMP Índice S Poros Macro RP Kfs MO Al-3
-2
-1
0
1
2
3
4 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4
Figura 28. Médias padronizadas das propriedades físicas e químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos para cada grupo segundo análise de agrupamentos não hierárquica k-means, na camada de 0-0,10 m. Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Poros = porosidade total, Macro = macroporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Al = alumínio.
Como já apresentado, as áreas de mata nativa, preparo convencional e sistema
plantio direto foram agrupadas separadamente, no entanto, a contribuição de cada
variável na separação de grupos não pode ser explicada pela análise de agrupamentos.
78
Portanto, utilizou-se a análise de componentes principais, a qual permitiu uma única
distribuição dos acessos (componente principal - CP1 x componente principal - CP2),
pois somente dois autovalores foram superiores a um: maior autovalor 4,497
(componente com melhor retenção da variabilidade original) e segundo maior autovalor
3,575 (componente com melhor retenção da variabilidade excluindo a variabilidade
retida no primeiro componente), que possibilitou uma ordenação bidimensional dos
acessos (manejos) e das variáveis (propriedades físicas e químicas), permitindo
visualizar simultaneamente suas relações, por meio da construção do gráfico biplot
contido na Figura 29.
LVef PD15LVef PD8LVef PD8S
LVef PC
LVef MN
LVwf PD12LVwf PD5
LVwf PD5I
LVwf PC
LVwf MN
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
CP1 (44,98%)
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
CP
2 (3
5,75
%)
RP
MO Al
Poros Índice S
Macro
Kfs
AgregDMP
DMG
Figura 29. Dispersão (gráfico biplot) produzido por análise de componentes principais na camada de 0-0,10 m das propriedades físicas e químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos (MN, PC, PD5, PD5I, PD8, PD8I, PD12 PD15). Em que: Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Macro = macroporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Al= alumínio.
A quantidade da informação total, das variáveis originais, retida pelos dois
componentes principais foi de 80,73% [44,98% (primeiro componente principal) +
35,75% (segundo componente principal)] (Figura 29). A ordenação dos acessos
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
Grupo 4
79
segundo os dois primeiros componentes principais confirma a ordenação dos acessos
nos quatro grupos obtida pelas análises de agrupamentos, hierárquica e não
hierárquica.
A representação gráfica e os índices de correlação das variáveis nos
componentes principais permitem caracterizar as variáveis que mais discriminaram na
formação dos grupos 1, 2, 3 e 4. As correlações com valores negativos no CP1, ou seja,
à esquerda no gráfico, representam que, principalmente a RP (-0,796) é responsável
pela discriminação dos grupos 2, 3 e 4, enquanto a Kfs (0,830), a macroporosidade
(0,802), o índice S (0,745), o DMP (0,735), o DMG (0,725), os agregados com diâmetro
> 2 mm (0,720) e a porosidade total (0,562), são responsáveis pela formação do grupo
1 (Matas), localizado à direita do CP1. Logo, pode-se inferir que as melhores condições
estruturais apresentadas pelo grupo 1 (Matas) quando comparadas com o grupo 2 (LVw
PC) permitiram claramente a formação de grupos isolados no gráfico, ficando, os
grupos 3 (LVef PC) e 4 (áreas de plantio direto) em condições intermediárias para estes
atributos. A RP possibilitou a divisão dos grupos 2, 3 e 4, mostrando que, o LVwf PC
apresentou maior valor, em relação ao grupo das matas, ficando as áreas integrantes
dos grupos 3 e 4 em situação intermediária. Não era esperado um alto valor de RP para
a área com preparo convencional do solo, já que normalmente neste sistema há um
revolvimento até pelo menos 0,20 m de profundidade, para controle das plantas
invasoras, destruição de eventuais camada compactada e incorporação de corretivos,
fertilizantes e restos culturais (ALVARENGA et al., 2002), no entanto, apesar de um
histórico de mais de 20 anos de cultivo com arações e gradagens, o preparo do solo
que antecedeu a coleta deste estudo foi feita com apenas uma gradagem leve
superficial, o que pode ter proporcionado condições adversas. As características que
mais influenciaram na distinção entre as áreas de mata e as demais são relacionadas
às sucessivas adições naturais de material orgânico, que influenciam fortemente a
agregação e a estruturação do solo (ASSIS e LANÇAS, 2005).
Com relação ao segundo componente principal (CP2), o Al (-0,790), a MO (-
0,781), a porosidade total (-0,638) e o índice S (-0,594), discriminaram os grupos 1, 2 e
3, que ficaram abaixo do eixo do CP2, enquanto que os agregados com diâmetro > 2
80
mm (0,633), o DMP (0,631) e o DMG (0,609), discriminaram o grupo 4, situado acima
do eixo do CP2 no gráfico da Figura 4.
Vários trabalhos encontraram melhores índices de agregação na camada
superficial em áreas de plantio direto (CAMPOS et al., 1995; SILVA et al., 2000a;
WENDLING et al., 2005) e os autores relacionam tal comportamento ao aumento da
matéria orgânica. Os resultados deste trabalho sugerem que outros fatores inerentes
aos sistemas ou solos podem estar atuando na agregação, já que houve baixo
coeficiente de correlação da MO com o CP1 (Tabela 18) e no CP2, a MO não
influenciou na discriminação do grupo 4 (plantios diretos), unidos em função dos índices
de agregação.
Tabela 18. Correlação entre cada componente principal e as propriedades fisicas e quimicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos, para a camada de 0-0,10 m
Variáveis1 CP12 CP2
Agreg 0,720 0,633
DMG 0,725 0,609
DMP 0,735 0,631
Índice S 0,745 -0,594
Poros 0,562 -0,638
Macro 0,802 -0,420
RP -0,796 0,212
Kfs 0,830 -0,435
MO -0,214 -0,781
Al -0,176 -0,790 1 Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Macro = macroporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Al = alumínio. 2 CP1 = componente principal 1; CP2 = componente principal 2.
Para a camada de 0,10-0,20 m, o dendrograma obtido pela análise de
agrupamentos é apresentado na Figura 30.
Considerando um valor de 4,5 de distância euclidiana para altura de corte do
dendrograma e formação dos grupos, foi possível dividir os acessos (áreas/sistemas)
em quatro grupos, levando-se em conta a contribuição conjunta das variáveis. Esta
divisão mostrou que o grupo 1 é composto pelas áreas de mata natural, nos dois tipos
81
de solos, o grupo 2 é representado pela área com preparo convencional no LVwf, o
grupo 3 é formado pela área com preparo convencional no LVef e pelas áreas com oito
anos de plantio direto no LVef e no grupo 4 ficaram concentradas as áreas onde
emprega-se o sistema plantio direto, em todas as variações estudadas no LVwf (tempo
de adoção, irrigação, sucessão de culturas e integração lavoura-pecuária) e a área com
15 anos de sistema plantio direto no LVef.
LVw
f M
N
LVef
MN
LVw
f P
C
LVef
PC
LVef
PD
8S
LVef
PD
8
LVw
f P
D12
LVw
f P
D5I
LVw
f P
D5
LVef
PD
150
2
4
6
8
10
12
14
16
Dis
tân
cia
eu
clid
ian
a
Figura 30. Dendrograma resultante da análise de agrupamentos hierárquica mostrando a formação de grupos segundo os agregados > 2mm, diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado, índice S, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência do solo à penetração, condutividade hidráulica saturada, matéria orgânica e magnésio, para a os Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos na camada de 0,10-0,20 m.
O método de agrupamento k-means, utilizado para confirmação da ordenação
obtida na análise de agrupamentos hierárquica, foi utilizado considerando os quatro
grupos descritos. Os resultados confirmaram a separação em quatro grupos, contudo,
alguns acessos ficaram em grupos diferentes dos apresentados pelo dendrograma.
Apenas os grupos 3 e 4 apresentaram alterações, sendo que os acessos LVwf PD5 e
Grupo 1 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 2
82
LVef PD15, que pelo dendrograma estavam no grupo 4, migraram para o grupo 3 na
análise de agrupamento K-means. Nota-se que houve modificações apenas entre os
sistemas plantio direto, o que não altera o resultado da análise do dendrograma. Por
meio da análise de variância do K-means (Tabela 19), todas as propriedades avaliadas
apresentaram diferenças estatística com uma probabilidade ≤ 0,08, contribuindo para
separação dos grupos. As variáveis fósforo, pH, potássio, cálcio, H+Al, soma de bases,
CTC, V% e alumínio não contribuíram na separação de grupos nessa camada (0,10-
0,20 m) e por isso foram retiradas das análises.
Tabela 19. Análise de variância para cada variável dos grupos formados pela análise de agrupamentos não hierárquica k-means, para os Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos, considerando-se a camada de 0,10-0,20 m.
Variáveis1
Soma de
quadrados
entre grupos
Graus de
liberdade
Soma de
quadrados
dentro dos
grupos
Graus de
liberdade Fc Pr
Agreg 6,468608 3 2,531392 6 5,11071 0,043211
DMG 6,368187 3 2,631813 6 4,83939 0,048300
DMP 5,912891 3 3,087109 6 3,83070 0,076011
Índice S 8,544859 3 0,455141 6 37,54818 0,000277
Poros 7,176495 3 1,823505 6 7,87110 0,016751
Macro 8,760312 3 0,239688 6 73,09765 0,000041
Micro 7,337059 3 1,662941 6 8,82419 0,012805
RP 8,195235 3 0,804765 6 20,36679 0,001511
Kfs 8,269539 3 0,730461 6 22,64197 0,001133
MO 8,173350 3 0,826650 6 19,77464 0,001636
Mg 6,714372 3 2,285628 6 5,87530 0,032222 1 Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado,
Macro = macroporosidade, Micro = microporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade
hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Mg = magnésio.
A figura 31 mostra as médias padronizadas das propriedades físicas e químicas
dos solos para cada grupo segundo análise de agrupamentos pelo método k-means.
Observa-se que o grupo 1, representado pelas áreas de mata natural, apresentou
maiores índices de agregação, índice S, porosidade total, macroporosidade,
83
condutividade hidráulica saturada e menores valores de microporosidade e resistência
do solo à penetração. Com relação a MO, as áreas de mata apresentaram menor teor
que a área de LVwf PC (grupo 2), sendo o mesmo fato observado para a camada de 0
a 0,10 m.
DMG Índice S Macro RP MO-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4
Figura 31. Médias padronizadas das propriedades físico-químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos para cada grupo segundo análise de agrupamentos não hierárquica k-means, na camada de 0,10-0,20 m. Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Macro = macroporosidade, Micro = microporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Mg = magnésio.
O grupo 2, composto apenas pela área de preparo convencional do LVwf,
apresentou menores valores dos índices de agregação, e maior valor de porosidade
total e MO, sendo estas variáveis responsáveis pela sua distinção dos demais grupos.
Os grupos 3 e 4 apresentaram características semelhantes, diferindo apenas
com relação a microporosidade, RP e teor de magnésio. Logo, os sistemas de plantio
direto (PD12, PD5I e PD5) conduzidos no LVwf e o PD15 conduzido no LVef,
apresentaram maior compactação do solo na camada de 0,10 a 0,20 m, representada
Agreg DMP Poros Micro Kfs Mg
84
pelas maiores microporosidade e RP. Esses resultados são reflexos do aumento da
densidade do solo normalmente encontrado nesse sistema (STONE e SILVEIRA, 2001;
ARGENTON et al., 2005). Ainda, no LVwf, o aumento no teor de MO, que poderia atuar
na melhor estruturação do solo, minimizando esse efeito do aumento da densidade, não
ocorreu. Já o LVef PD15, com o maior tempo de adoção do sistema plantio direto,
possivelmente ficou contido no grupo 4 devido ao intenso tráfico de máquinas, o
reduzido revolvimento do solo ao longo dos anos e a acomodação natural das
partículas do solo (KLEIN e BOLLER, 1995).
O gráfico biplot de dispersão produzido pela análise de componentes principais é
apresentado na Figura 32, sendo os autovalores de 6,522 e 2,555 para o CP1 e CP2,
respectivamente. A quantidade da informação total, das variáveis originais, retida pelos
dois componentes principais foi de 82,53% [59,30% (primeiro componente principal) +
23,23% (segundo componente principal)].
A ordenação dos acessos segundo os dois primeiros componentes principais
confirma a ordenação dos acessos nos quatro grupos obtida pelas análises de
agrupamentos, hierárquica e não hierárquica (Figura 32), sendo que os acessos
contidos em cada grupo pela análise de componentes principais foram semelhantes à
demonstrada no dendrograma.
85
LVef PD15
LVef PD8LVef PD8SLVef PC
LVef MN
LVwf PD12LVwf PD5LVwf PD5I
LVwf PC
LVwf MN
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7
PC1 (59,30%)
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
PC
2 (2
3,23
%)
Mg AgregDMG
DMP
Kfs
MacroÍndice S
Poros
MO
RP
Micro
Figura 32. Dispersão (gráfico biplot) produzido por análise de componentes principais na camada de 0,10-0,20 m das propriedades físicas e químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos (MN, PC, PD5, PD5I, PD8, PD8I, PD12 PD15). Em que: Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Macro = macroporosidade, Micro = microporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Mg = magnésio.
As correlações com valores negativos no CP1 (Tabela 20), ou seja, à esquerda
no gráfico, representam que a microporosidade (-0,802) e a RP (-0,776) são
responsáveis pela discriminação dos grupos 2, 3 e 4, enquanto que os índices de
agregação, o índice S, a porosidade total, macroporosidade e Kfs, todas com correlação
positiva e maior que 0,760, são responsáveis pela formação do grupo 1, localizado à
direita do CP1. Ou seja, as melhores condições estruturais apresentadas pelas áreas
de mata permitiram o isolamento em grupo específico e as condições de configuração
de maior compactação devido a maiores microporosidade e RP agrupar separadamente
o LVwf PC, em função do pouco revolvimento do solo neste manejo, por ter sido
efetuado somente com gradagem leve superficial, além de possível adensamento
subsuperficial devido à ação do implemento nos anos anteriores.
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
Grupo 4
86
Tabela 20. Correlação entre cada componente principal e as propriedades fisicas e quimicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes manejos, para a camada de 0,10-0,20 m.
Variáveis1 CP12 CP2
Agreg 0,761 0,475
DMG 0,805 0,433
DMP 0,801 0,401
Índice S 0,919 -0,367
Poros 0,641 -0,685
Macro 0,949 -0,274
Micro -0,802 -0,281
RP -0,776 0,099
Kfs 0,943 -0,033
MO 0,472 -0,816
Mg 0,370 0,738 1 Agreg = agregados com diâmetro > 2 mm, DMG = diâmetro médio geométrico, DMP = diâmetro médio ponderado, Macro = macroporosidade, Micro = microporosidade, RP = resistência do solo à penetração, Kfs = condutividade hidráulica saturada, MO = matéria orgânica do solo e Mg = magnésio. 2CP1 = componente principal 1; CP2 = componente principal 2.
Com relação ao segundo componente principal (CP2), apenas a MO (-0,816) e a
porosidade total (-0,685) conseguiram discriminar o grupo 2, enquanto o Mg (0,738)
discriminou o grupo 3, situado acima do eixo do CP2, no gráfico da Figura 8. Assim, os
maiores valores de MO e os menores de Mg encontrados para a área de preparo
convencional no LVwf (Figura 7) foram confirmados no gráfico dos componentes
principais, formando o grupo 2. Para o grupo 3, o agrupamento ocorreu na porção
superior do gráfico, indicando o contrário, ou seja, foram juntados em função dos
menores valores de MO e maiores de Mg, ficando os grupos 1 (Matas) e 4 (sistemas
plantio direto), na porção gráfica que indica valores intermediários para estas
características. O teor de Mg proporcionou o isolamento, na porção superior do gráfico,
das áreas com maiores teores, da área com menor teor (LVwf PC), na porção inferior,
ficando as demais áreas com teores intermediários.
Na camada de 0,20 a 0,30 m, o dendrograma da análise de agrupamentos
(Figura 33) mostrou que, considerando um valor de 4 de distância euclidiana para altura
de corte do dendrograma e formação dos grupos, foi possível dividir os acessos em três
87
diferentes grupos (grupos 1, 2 e 3), levando-se em conta a contribuição conjunta das
variáveis.
LVw
f P
C
LVef
MN
LVw
f P
D5
LVw
f M
N
LVef
PD
8
LVw
f P
D12
LVw
f P
D5I
LVef
PC
LVef
PD
8S
LVef
PD
15
0
2
4
6
8
10
12
Dis
tân
cia
eu
clid
ian
a
Figura 33. Dendrograma resultante da análise de agrupamentos hierárquica mostrando a formação de grupos segundo a matéria orgânica (MO), pH, cálcio (Ca), magnésio (Mg), acidez potencial (H+Al), soma de bases (SB), capacidade de troca cationica (CTC), satuação de bases (V%) e alumínio (Al), para a camada de 0,20-0,30 m de Latossolos submetidos a diferentes usos e manejos.
O grupo 1 é composto pelo preparo convencional no LVwf e pela área de mata
natural do LVef. O grupo 2 é formado pelas áreas com sistema plantio direto de 5 anos
no LVwf e de 8 anos no LVef, além da área de mata natural do LVwf. No grupo 3
ficaram ligadas as áreas com sistema plantio direto de 12 anos e de 5 anos com
integração lavoura-pecuária no LVwf, de 15 anos e de 8 anos com sucessão de culturas
no LVef, além da área com preparo convencional no LVef.
O método de agrupamento k-means utilizado para confirmação da ordenação
obtida na análise de agrupamentos hierárquica foi utilizado considerando os três grupos
descritos. Os resultados confirmaram essa ordenação e conforme a análise de variância
Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3
88
(Tabela 21), as propriedades MO, pH, Ca, Mg, H+Al, SB, CTC, V% e Al apresentaram
diferenças estatística com uma probabilidade ≤ 0,08; contribuindo para separação dos
grupos.
Tabela 21. Análise de variância para cada variável dos grupos formados pela análise de agrupamentos não hierárquica k-means, para a camada de 0,20-0,30 m de Latossolos submetidos a diferentes usos e manejos.
Variáveis1
Soma de
quadrados
entre grupos
Graus de
liberdade
Soma de
quadrados
dentro dos
grupos
Graus de
liberdade Fc Pr
MO 7,510545 2 1,489455 7 17,64868 0,001844
pH 5,424062 2 3,575938 7 5,30888 0,039538
Ca 7,482593 2 1,517407 7 17,25910 0,001968
Mg 5,475780 2 3,524220 7 5,43815 0,037573
H+Al 6,742671 2 2,257329 7 10,45455 0,007902
SB 7,677207 2 1,322793 7 20,31324 0,001217
CTC 4,784210 2 4,215790 7 3,97191 0,070344
V% 7,555919 2 1,444081 7 18,31318 0,001655
Al 6,663352 2 2,336648 7 9,98085 0,008917 1 MO = matéria orgânica do solo, Ca = cálcio, Mg = magnésio, H+Al = acidez potencial, SB = soma de bases trocáveis, CTC = capacidade de troca catiônica, V% = saturação por bases e Al = Acidez trocável.
As variáveis porcentagem de agregados com diâmetro > 2 mm, DMP, DMG,
índece S, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência do solo à
penetração e fósforo não contribuíram (p ≥ 0,08) para separação de grupos nessa
camada (0,20-0,30 m) e por isso foram retiradas das análises. Logo, as condições
físicas para camada de 0,20 a 0,30 m foram semelhantes entre os manejos e solos,
justificando a semelhança entre mata, preparo convencional e plantio direto nos grupos
formados nesta camada do solo.
A Figura 34 mostra as médias padronizadas das características químicas do solo
para cada grupo segundo análise de agrupamentos pelo método k-means.
89
MO pH Ca Mg H+Al SB CTC V% Al-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3
Figura 34. Médias padronizadas das propriedades químicas dos Latossolos submetidos a diferentes usos e manejos para cada grupo segundo análise de agrupamentos não hierárquica k-means, na camada de 0,20-0,30 m. MO = matéria orgânica do solo, Ca = cálcio, Mg = magnésio, H+Al = acidez potencial, SB = soma de bases trocáveis, CTC = capacidade de troca catiônica, V% = saturação por bases e Al = Acidez trocável.
O grupo 1 (LVwf PC e PVef MN) ficou caracterizado por apresentar maiores
teores de MO, H+Al e Al e menores teores de Ca e Mg, e pH, SB e V%. O grupo 2
(LVwf PD5, LVef PD8 e LVwf MN) apresentou teor intermediário de MO e Al, e maiores
pH, SB, V% e teores de Ca e Mg. Já o grupo 3 (LVwf PD12 e PD5I, LVef PD15, PD8S e
PC) apresentou menor teor de MO, menor valor de CTC e teor de Al e valor
intermediário de pH, SB e V%. Estes resultados mostram que não houve uma influência
clara dos manejos nas propriedades químicas dos solos, já que as áreas de mata,
plantio convencional e plantio direto se misturam nos grupos.
O gráfico biplot de dispersão produzido pela análise de componentes principais é
apresentado na Figura 35. A quantidade da informação total, das variáveis originais,
retida pelos dois componentes principais foi de 89,43% [65,49% (primeiro componente
principal) + 23,94% (segundo componente principal)], sendo os autovalores de 6,522 e
90
2,555 para o CP1 e CP2, respectivamente. A ordenação dos acessos segundo os dois
primeiros componentes principais confirma a ordenação dos acessos nos três grupos
obtidos pelas análises de agrupamentos, hierárquica e não hierárquica.
LVef PD15
LVef PD8
LVef PD8SLVef PC
LVef MN
LVwf PD12
LVwf PD5
LVwf PD5I
LVwf PC
LVwf MN
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
CP2 (65,49%)
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
CP
1 (2
3,94
%)
Ca
SBMg
CTC
H+AlAlMO
pH
V%
Figura 35. Dispersão (gráfico biplot) produzido por análise de componentes principais na camada de 0,20-0,30 m das propriedades químicas dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e manejos (MN, PC, PD5, PD5I, PD8, PD8I, PD12 PD15). Em que: MO = matéria orgânica do solo, Ca = cálcio, Mg = magnésio, H+Al = acidez potencial, SB = soma de bases trocáveis, CTC = capacidade de troca catiônica, V% = saturação por bases e Al = Acidez trocável.
As correlações com valores positivos no CP1 (Tabela 22), ou seja, à direita no
gráfico, representam que o Al (0,793) a MO (0,776) e o H+Al (0,897) são responsáveis
pela discriminação do grupo 1, enquanto que o V% (-0,989), o pH (-0,938), Ca (-0,878),
Mg (-0,690) e SB (-0,846), todos com correlação negativa, são responsáveis pela
formação do grupo do grupo 2, localizados à esquerda do eixo do CP1, sendo que o
CP1 não influenciou na separação do grupo 3.
Com relação ao segundo componente principal, a CTC (-0,947) foi a propriedade
que possibilitou a discriminação do grupo 2, situado abaixo do eixo do CP2 no gráfico
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
91
da Figura 35, do grupo 3, localizado na parte alta do eixo do CP2, sendo que o CP2 não
influenciou a separação do grupo 1, que ficou localizado no meio do eixo do CP2.
Tabela 22. Correlação entre cada componente principal e a matéria orgânica (MO), pH, cálcio (Ca), magnésio (Mg), acidez potencial (H+Al), soma de bases (SB), capacidade de troca catiônica (CTC), satuação por bases (V%) e alumínio (Al), para a camada de 0,20-0,30 m dos Latossolos (LVwf e LVef) submetidos a diferentes usos e manejos.
Variáveis CP1 CP2
MO 0,776 -0,418 pH -0,938 -0,011 Ca -0,878 -0,387 Mg -0,690 -0,561 H+Al 0,897 -0,404 SB -0,846 -0,516 CTC 0,188 -0,947 V% -0,989 -0,035 Al 0,793 -0,432 CP1 = componente principal 1; CP2 = componente principal 2.
A análise multivariada possibilitou a comparação de diferentes usos e manejos
em duas regiões com solos distintos, através da avaliação integrada de 9 propriedades
físicas e 11 propriedades químicas dos solos. O uso da análise de componentes
principais permitiu, por meio dos gráficos, mostrar a influências das variáveis nos
acessos (sistemas). Nas camadas 0-0,10 e 0,10-0,20 m, a maior parte da informação
(CP1, 44,98 – 59,30%) foi responsável pela caracterização da área de mata natural
(maiores índices de agregação, índice S, porosidade, infiltração de água). A
discriminação entre as áreas com sistema plantio direto e plantio convencional, foi
possível através da observação da menor parte da variância total dos dados (CP2,
35,75% – 23,23%). Resultados semelhantes foram obtidos por SENA et al., 2002,
estudando, em solos do município de Guaíra (SP), os efeitos do manejo nos parâmetros
do solo através da análise multivariada.
Na camada superficial, que sofre maior influência do sistema plantio direto (DE
MARIA et al., 1999; SECCO et al., 2004) e na camada arável do solo (0-0,20 m) as
características físicas se destacaram quanto à discriminação dos diferentes manejos e
92
as características químicas foram mais relevantes na camada 0,20-0,30 m. Porém, não
houve uma influência clara dos manejos nas propriedades químicas dos solos.
A formação de grupos compostos por áreas com usos, manejos e solos
diferentes permitiu apurar que não houve influência da condição edafo-climática na
distinção dos diferentes manejos dentro do SPD e nas áreas de mata.
93
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
No Latossolo Vermelho acriférrico típico (LVwf):
O cultivo do solo promoveu degradação da qualidade física do solo, em relação à
condição de mata natural.
O sistema plantio direto não contribuiu para um acúmulo de matéria orgânica,
nem para o acréscimo da fertilidade do solo. Promoveu maiores valores de densidade,
microporosidade; e porosidade total, e apresentou maiores índices de agregação do
solo em comparação com o preparo convencional.
O tempo de adoção do sistema plantio direto/irrigação melhoraram a agregação
e a condutividade hidráulica do solo, no entanto, diminuiram a macroporosidade.
Não houve efeito da utilização da integração lavoura-pecuária na agregação do
solo, na condutividade hidráulica e na resistência a penetração do solo, no entanto,
houve um aumento na macroporosidade e porosidade total do solo.
O índice S mostrou variação em função dos sistemas e foi sempre superior ao
valor considerado limite para a boa qualidade física do solo.
No Latossol Vermelho Eutroférrico típico (LVef):
O cultivo do solo reduziu a qualidade do solo quando comparado à condição de
solo natural.
O sistema plantio direto promoveu maior teor de matéria orgânica e agregação,
do solo, menores macroporosidade, porosidade total e infiltração de água, além de
maiores teores de fósforo e potássio na camada 0-0,10m, em comparação com o
preparo convencional.
O tempo de adoção do sistema plantio direto não incrementou o teor de matéria
orgânica e diminuiu a fertilidade do solo. Promoveu diminuição da qualidade física do
solo na camada 0,10-0,30 m.
94
A utilização da rotação de culturas promoveu melhoria no teor de matéria
orgânica e na qualidade física do solo na camada 0,20-0,30 m.
O índice S mostrou variação em função dos sistemas e foi superior ao valor
considerado limite para a boa qualidade física do solo apenas na camada 0-0,10 m.
95
6. CONCLUSÕES
Não houve diferença entre os ambientes na discriminação dos manejos dentro do
sistema plantio direto e da mata natural.
O sistema plantio direto, independente do tipo de solo e do manejo adotado
dentro do sistema, proporcionou aumento nos índices de agregação do solo, quando
comparados às áreas de preparo convencional, sendo estas alterações mais evidentes
na camada 0-0,10 m.
As características do solo mais correlacionadas com as alterações nos sistemas
estudados foram: a porcentagem de agregados > 2 mm, o diâmetro médio geométrico,
o diâmetro médio ponderado, o índice S, a macroporosidade, a microporosidade, a
resistência do solo à penetração e a condutividade hidráulica saturada, sobretudo na
camada 0-0,20 m.
96
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111
112
APÊNDICES
113
Apêndice 1. Teores dos macronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVwf(1)
Tratamento(2) N P K Ca Mg S
-------------------------- g kg-1 --------------------------
PD12 47,5 a 2,3 c 11,7 c 9,0 a 2,4 d 2,6 b
PD8 50,7 a 2,9 b 15,2 b 7,9 b 4,4 a 2,9 a
PD8I 46,7 a 2,4 c 17,1 b 7,7 b 3,3 c 2,9 a
PC 49,3 a 3,3 a 19,6 a 8,2 ab 3,9 b 3,0 a
CV% 5,27 7,24 7,47 6,31 8,46 4,42 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional a mais de 20 anos.
Apêndice 2. Teores dos micronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVwf
Tratamento B Cu Fe Mn Zn
--------------------------- mg kg-1 ---------------------------
PD12 43,0 bc 6,5 a 101,2 ab 62,17 b 36,0 ab
PD8 45,7 b 5,8 a 104,3 a 58,3 b 27,7 b
PD8I 34,3 c 7,8 a 89,5 b 80,7 a 40,3 a
PC 63,0 a 4,8 a 92,7 ab 55,8 b 30,5 ab
CV% 13,85 29,93 8,15 8,85 18,85 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional a mais de 20 anos.
114
Apêndice 3. Características agronômicas da cultura da soja em função dos sistemas no LVwf
Tratamento Altura da
planta
Altura da
vagem
Número de
vagens
População Produção
------- cm ------- plantas ha-1 kg ha-1
PD12 56,6 d 11,9 c 45 a 353.200 b 4063 a
PD8 68,8 c 14,5 b 30 b 442.300 a 2763 c
PD8I 87,4 a 23,6 a 38 a 289.100 c 3589 ab
PC 76,1 b 14,9 b 42 a 441.300 a 3331 b
CV% 4,75 9,36 11,80 4,64 6,83 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional a mais de 20 anos.
Apêndice 4. Teores dos macronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVef(1)
Tratamento(2) N P K Ca Mg S
-------------------------- g kg-1 --------------------------
PD15 48,3 b 2,7 ab 14,7 a 9,5 b 2,5 b 2,3 b
PD8 50,9 a 2,9 a 15,3 a 9,3 b 2,5 b 2,4 a
PD8S 45,5 c 2,9 a 14,1 a 9,1 b 3,8 a 2,2 b
PC 44,3 c 2,6 b 10,6 b 12,3 a 3,5 a 2,1 b
CV% 2,65 5,78 10,90 6,03 9,52 3,79 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos.
115
Apêndice 5. Teores dos micronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVef
Tratamento B Cu Fe Mn Zn
--------------------------- mg kg-1 ---------------------------
PD15 52,8 b 8,7 ab 159,5 a 102,8 b 52,7 b
PD8 42,5 c 9,5 a 145,2 ab 92,5 b 73,0 a
PD8S 64,5 a 9,0 a 117,5 b 99,7 b 53,0 b
PC 56,2 ab 7,5 b 164,1 a 129,7 a 48,7 b
CV% 11,34 8,16 11,45 9,88 10,92 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos.
Apêndice 6. Características agronômicas da cultura da soja em função dos sistemas de manejo no LVef
Tratamento Altura da
planta
Altura da
vagem
Número de
vagens
População Produção
------- cm ------- vagens
planta-1
plantas ha-1 kg ha-1
PD15 62,0 b 14,2 ab 39 b 341.100 bc 2720 b
PD8 69,5 b 11,5 b 72 a 368.280 b 3494 a
PD8S 65,4 b 17,1 a 27 c 418.000 a 2720 b
PC 84,9 a 15,6 a 38 bc 319.700 c 2103 c
CV% 7,87 13,70 16,90 7,37 9,54 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos.
116
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APÊNDICES
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Apêndice 1. Teores dos macronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVwf(1)
Tratamento(2) N P K Ca Mg S
-------------------------- g kg-1 --------------------------
PD12 47,5 a 2,3 c 11,7 c 9,0 a 2,4 d 2,6 b
PD8 50,7 a 2,9 b 15,2 b 7,9 b 4,4 a 2,9 a
PD8I 46,7 a 2,4 c 17,1 b 7,7 b 3,3 c 2,9 a
PC 49,3 a 3,3 a 19,6 a 8,2 ab 3,9 b 3,0 a
CV% 5,27 7,24 7,47 6,31 8,46 4,42 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional a mais de 20 anos.
Apêndice 2. Teores dos micronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVwf
Tratamento B Cu Fe Mn Zn
--------------------------- mg kg-1 ---------------------------
PD12 43,0 bc 6,5 a 101,2 ab 62,17 b 36,0 ab
PD8 45,7 b 5,8 a 104,3 a 58,3 b 27,7 b
PD8I 34,3 c 7,8 a 89,5 b 80,7 a 40,3 a
PC 63,0 a 4,8 a 92,7 ab 55,8 b 30,5 ab
CV% 13,85 29,93 8,15 8,85 18,85 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional a mais de 20 anos.
119
Apêndice 3. Características agronômicas da cultura da soja em função dos sistemas no LVwf
Tratamento Altura da
planta
Altura da
vagem
Número de
vagens
População Produção
------- cm ------- plantas ha-1 kg ha-1
PD12 56,6 d 11,9 c 45 a 353.200 b 4063 a
PD8 68,8 c 14,5 b 30 b 442.300 a 2763 c
PD8I 87,4 a 23,6 a 38 a 289.100 c 3589 ab
PC 76,1 b 14,9 b 42 a 441.300 a 3331 b
CV% 4,75 9,36 11,80 4,64 6,83 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD12: plantio direto há 12 anos, irrigado; PD8: plantio direto há 5 anos, sequeiro; PD5I: plantio direto há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC: plantio convencional a mais de 20 anos.
Apêndice 4. Teores dos macronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVef(1)
Tratamento(2) N P K Ca Mg S
-------------------------- g kg-1 --------------------------
PD15 48,3 b 2,7 ab 14,7 a 9,5 b 2,5 b 2,3 b
PD8 50,9 a 2,9 a 15,3 a 9,3 b 2,5 b 2,4 a
PD8S 45,5 c 2,9 a 14,1 a 9,1 b 3,8 a 2,2 b
PC 44,3 c 2,6 b 10,6 b 12,3 a 3,5 a 2,1 b
CV% 2,65 5,78 10,90 6,03 9,52 3,79 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos.
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Apêndice 5. Teores dos micronutrientes foliares na floração da soja em função dos sistemas de manejo no LVef
Tratamento B Cu Fe Mn Zn
--------------------------- mg kg-1 ---------------------------
PD15 52,8 b 8,7 ab 159,5 a 102,8 b 52,7 b
PD8 42,5 c 9,5 a 145,2 ab 92,5 b 73,0 a
PD8S 64,5 a 9,0 a 117,5 b 99,7 b 53,0 b
PC 56,2 ab 7,5 b 164,1 a 129,7 a 48,7 b
CV% 11,34 8,16 11,45 9,88 10,92 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos.
Apêndice 6. Características agronômicas da cultura da soja em função dos sistemas de manejo no LVef
Tratamento Altura da
planta
Altura da
vagem
Número de
vagens
População Produção
------- cm ------- vagens
planta-1
plantas ha-1 kg ha-1
PD15 62,0 b 14,2 ab 39 b 341.100 bc 2720 b
PD8 69,5 b 11,5 b 72 a 368.280 b 3494 a
PD8S 65,4 b 17,1 a 27 c 418.000 a 2720 b
PC 84,9 a 15,6 a 38 bc 319.700 c 2103 c
CV% 7,87 13,70 16,90 7,37 9,54 (1) Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p < 0,05); (2) PD15: plantio direto há 15 anos, com rotação de culturas; PD8: plantio direto há 8 anos, com rotação de culturas; PD8S: plantio direto há 8 anos, com sucessão de culturas; PC: plantio convencional há mais de 20 anos.